工业不断发展所衍生的一系列环境污染问题给人们带来极大困扰,其中最为显著的便是灰尘污染。目前,灰尘沉积造成的污染广泛存在于工业生产及人们的日常生活中。因而,随之带来的诸多问题在所难免,例如设备能耗增加、使用寿命下降等,如何减少灰尘在设备表面的沉积成为了亟待解决的问题。近年来,超疏水材料凭借自身具有自清洁效应这一特殊优势,在环保领域引起了广泛关注。因此,本文从实验及数值模拟出发,揭示了干燥状态下灰尘在超疏水表面上的动态行为与沉积机制,进而阐明超疏水表面防尘自清洁机理及材料调控方向,旨在为自清洁材料制备与应用的相关研究提供参考和指导。制备了低表面能涂层、粗糙结构涂层、兼具低表面能及粗糙结构的超疏水涂层,同时使用无涂层普通玻璃表面进行对比灰尘沉降实验。结果表明,超疏水涂层的抗灰尘沉积效果明显优于其他涂层,这是由低表面能及表面微纳粗糙结构共同作用的效果。基于现有固体接触模型尚无法准确求解灰尘颗粒与超疏水表面上微纳粗糙结构碰撞过程中的接触力,提出了粗糙壁面离散化的方法,将颗粒-粗糙表面的碰撞处理为颗粒-离散光滑表面间的碰撞,并利用现有固体接触模型,精确求解出颗粒碰壁过程中的接触力。利用格子波尔茨曼法耦合离散单元法,建立了颗粒物在超疏水表面上的迁移与沉积模型。利用该模型预测单颗粒在具有规则分布粗糙结构的超疏水表面上的弹跳行为,包括单颗粒与表面碰撞过程中高度、速度、形变量的变化。模拟出颗粒群在具有随机分布粗糙结构的超疏水表面上的动态行为,计算得到颗粒物在超疏水表面上的沉积率,揭示了超疏水表面抗灰尘沉积机理。分析比较了不同表面特性（表面能和粗糙表面结构）对颗粒沉积率的影响。模拟了换热器内部超疏水表面对于含尘气流流动与换热特性的影响。结果显示,含尘气流中的灰尘颗粒对流道流动与传热性能的影响主要体现在流道的充分发展段,而对于入口段的影响则较小。对含尘气流而言,该种流动形态下流道的充分发展仅为“相对充分发展”,在该段的f Re及Nu L并不会维持恒定,而是沿流动方向不断振动。颗粒物堆积形成的污垢层会明显提高流道流动阻力并降低其换热性能。当通道表面满足超疏水性能时,由于超疏水表面能够有效降低灰尘沉积,抑制了壁面污垢层的生成,有效地促使含尘气流中灰尘颗粒对流道流动及传热性能的影响大大降低。设备经长期运行后,流道内流体的流动与换热特性仅有稍许变化。本文研究了超疏水表面上颗粒的动态行为,揭示了超疏水表面自清洁机理,并模拟出超疏水表面对于工业设备的影响,为超疏水表面设计优化及其在工业生产中的相关应用提供参考指导。