水蒸气凝结相变在制冷制热、发电、强化换热以及脱除细颗粒物等多个领域有着广泛的应用。水蒸气的凝结按照成核机制可分为均质凝结与异质凝结。凝结过程是一个涉及微观到宏观的物理现象,现阶段人们对微观机制的认识尚未全面。本文从微观角度出发,采用分子动力学模拟(MD),对水蒸气的凝结特性展开研究。过饱和度与温度是影响水蒸气凝结相变的两个重要参数,本文采用MD的方法对水蒸气在不同过饱和度与温度下的凝结情况进行模拟,并将模拟结果与传统形核理论(CNT)计算结果进行对比分析。对过饱和度不同时水蒸气的凝结情况进行分析,结果表明:在水蒸气的均质凝结中,均质成核速率会随过饱和度的增加而升高,但均质成核速率的MD模拟值要低于经典成核理论计算值;在水蒸气的异质凝结中,异质长大速率的MD模拟值会高于经典成核理论计算值,异质长大速率会随着添加颗粒粒径的增大、比表面积的减小与组成颗粒原子质量的减小而降低,而且由于颗粒不同所引起的异质长大速率差值会随过饱和度的升高而逐渐减弱。其次,在温度不同时对水蒸气的凝结情况进行分析,结果表明:在水蒸气的均质凝结中,均质成核速率会随温度的增加而升高,但其数值低于CNT理论结果,而且温度越高差别越大;在水蒸气的异质凝结中,异质长大速率的MD模拟值高于经典成核理论计算值,而且这个差值会随着温度的升高而增大,由于颗粒粒径与形状不同所引起水蒸气异质长大速率的差异会随着温度的增加而升高,但由于颗粒组分不同所引起的差异会随着温度的增加而降低。