蒸汽冷凝成核作为典型的相变现象之一,广泛存在于自然现象、日常生活和工程应用当中。对成核过程的微观演化规律和机理的深入研究,不仅可以促进传热传质调控技术的发展,还有助于完善蒸汽冷凝换热过程的基础理论。然而,成核过程由于尺度太小不易观测,目前对该过程的认识还不够清晰和完善。一些实验研究指出壁面凝结过程中,蒸汽分子会预先在近壁区形成分子聚集演化。因此,本文基于冷凝达到稳态时,距离壁面不同高度处的团簇尺寸（蒸汽温度）不同这一特点,从唯象角度考虑,将宏观几百微米厚度的近壁空间抽样成多个不同过冷温度下（对应空间中不同高度位置）的微观模拟体系,通过分子动力学模拟,研究各微观体系中团簇的演化和分布特征,然后将各微观体系的结果进行整合,构建出宏观近壁空间中的团簇演化和温度分布图景。利用分子动力学模拟得到纯蒸汽冷凝过程中距离壁面不同高度位置处的团簇演化和分布情况。分析发现,近壁区蒸汽温度随离壁距离渐变曲线存在一个特征转折点,并以转折点对应的高度位置为界,近壁空间可分为靠近壁面的团簇分布的稠密区和靠近蒸汽体相的扩散发展过渡区。并且,随着初始蒸汽压力的降低,该特征转折点对应的过冷度δT增大,转折点位置向过冷壁面靠近,导致相对更薄的分子稠密区,因此,低压条件下,壁面微结构对成核凝结过程的调控便显得更重要。在纯蒸汽冷凝的基础上,研究了不凝气含量的影响。发现在距离壁面同一高度的位置,含不凝气的体系的水分子团聚的程度要低于相同压力下的纯蒸汽体系,说明不凝气在初始成核阶段会阻碍水分子团聚。此外,不凝气存在时,近壁空间中的团簇分布也存在特征转折点,而且随着不凝气含量的增加,转折点δT值增大,相应的团簇扩散发展的区域变宽,表明了不凝气存在时,要达到与纯蒸汽条件下相似厚度的分子稠密区,需要更高的过冷度,从唯象角度解释了不凝气存在对凝结换热效率的极大影响。最后,受到生物捕水结构普遍具有几百微米的高度的启发,研究了空间结构及其壁面性能对转折点两侧区域内的团簇分布的影响。发现空间结构的高度位于稠密区时可以更高效地促进空间中水分子的团聚,并且空间结构的壁面亲水时可以促进更多更大团簇的形成。根据近壁区团簇分布演化的这些特点,提出了强化或调控传热传质的新思路,即可以从蒸汽体相空间入手,通过近壁空间中的材料结构设计来捕获气相团簇,并将团簇尽量控制在稠密区内,减少团簇向外扩散逃逸。