常用延缓膜污染的方法之一是定期对膜组件进行曝气清洗。在曝气清洗过程中，中空纤维膜组件不同构型及尺寸，曝气孔的排布方式等都会对膜组件内部流场造成影响。借助数值模拟和实验研究的方法，以膜面速度和膜面剪切力为考察对象，研究了曝气强度与中空纤维膜组件尺寸的匹配关系及曝气结构的优化设计。　　首先，研究了不同曝气强度(3 L/min，5 L/min，7 L/min)和不同组件长度(0.6m，0.8m，1.0m，1.2 m，1.4 m)体系下组件区域的流场特征。研究结果表明:曝气强度越大，流体速度越高。在一定曝气强度下，存在最佳组件长度，组件长度较小时，曝气产生的较高流速得不到充分利用;组件长度较长时，组件顶端得不到有效清洗。适当的组件长度使流体在膜纤维间形成较高的速度及膜面剪切作用，有利于减缓膜污染。因此，在膜曝气清洗的过程中，只有将中空纤维膜组件长度和曝气强度相匹配，才能有效的兼顾曝气能耗和控制膜污染两方面。　　其次，借助电化学测膜面剪切力和三维电磁流体测速仪测速的方法，将数值模拟和实验研究建立联系，研究发现:相同曝气强度下，随着膜组件长度的增加，平均速度和平均膜面剪切力存在一定关联性。速度和剪切力的计算值总平均误差分别为6.13％和7.27％。表明模拟结果与实验结果一致性较好。　　再次，结合数值模拟和实验研究了曝气孔半径比（曝气孔到中心柱的距离与膜组件半径的比值）γ=0.25，γ=0.5，γ=0.75，γ=1的四种布气方式对组件区域气液两相流的流动状况影响。研究表明:当γ=0.75时，整个组件区域都存在较高的流体速度且形成较大的膜面剪切力。且在整个组件区域分布相对均匀，使曝气清洗过程整个组件都处于较高流速和较高膜面剪切力的环境。有利于对膜面污染层的冲刷脱落，延缓膜污染，提高膜通量。