近些年来,SARS、新冠等重大呼吸道传染疾病在世界范围内传播蔓延,严重影响了人们的生活。病毒会附着在人体呼出的气溶胶上并在空气中飘散,使得病毒在人们之间快速传播,也极大的危害身处高感染率环境下的医护人员。动力送风呼吸防护设备可以有效的减少医护人员负担,提高防护水平,其设备的核心是所选用的纤维滤料。本文通过对纤维滤料的几何建模、数值计算以及实验验证的方法,对影响纤维滤料过滤性能的主要因素进行研究,为动力送风呼吸防护设备优选出高效低阻的纤维滤料奠定理论依据。首先,从纤维滤料内的气固两相流入手,分析粒子被纤维捕集过程中的过滤机理（惯性、拦截、扩散、静电）,以及稀相环境下气固分离过程中粒子所受到的流体力,为后续分析数值模拟结果提供理论基础。其次,基于真实纤维结构,通过Matlab及Gambit软件实现了参数建模,建立微观随机纤维滤料几何模型。利用CFD-DEM耦合的方法进行气固分离过程的数值模拟,探究影响密相环境和稀相环境中粒子数对纤维滤料过滤性能的因素,以及验证稀相环境中粒子数对过滤性能是否产生影响。同时分析不同粒径下的粒子影响纤维滤料过滤效率的原因。然后,建立微观结构下的随机几何模型,通过数值模拟方法,分析气固分离过程中的压力分布和气流速度分布规律,从而探究出气流速度、纤维层数、纤维填充率对影响纤维滤料过滤性能的原因,并将数值模拟结果与理论公式进行对比,验证数值模拟的可靠性。最后,进行样机制作,搭建实验平台,测试设备所选用不同层数的纤维滤料对过滤性能的影响,并与仿真结果进行对比,验证数值模拟的准确性。