در سال های اخیر، رشد سریع صنایع و گسترش شهرنشینی به دلیل توسعه اقتصادی باعث پیدایش طیف وسیعی از مشکلات زیست محیطی ازجمله آلودگی هوا و منابع آب شده است. حذف یا کاهش این آلاینده ها مستلزم استفاده از فرآیندهای فیلتراسیون و بهره گیری از انواع محیط های فیلترکننده است. منسوجات بی بافت با بهره مندی از ساختاری متخلخل و بی قاعده یکی از مطلوب ترین سازه های مورداستفاده جهت جداسازی این آلاینده ها می باشند. مهم ترین عامل مؤثر بر عملکرد فیلتراسیون این منسوجات، عوامل میکروساختاری منسوج شامل تخلخل، ابعاد منافذ و توزیع آرایش یافتگی سه بعدی الیاف است که همگی متأثر از عوامل تولید می باشند. به منظور بررسی تأثیر عوامل تولید بر میکروساختار و عملکرد فیلتراسیون، مطابق طرح آزمایش مبتنی بر روش سطح پاسخ با رویکرد I-Optimal، فیلترهای الیافی در چهار درصد مختلف ترکیب الیاف 5/1 و 3 دنیر (0، 34، 66 و 100 درصد)، سه عمق نفوذ سوزن (9، 13 و 16 میلی متر)، سه سرعت سوزن زنی (110، 270 و 430 ضربه بر دقیقه)، سه دمای کالندر حرارتی (120، 130 و 140 درجه سانتی گراد) و سه فشار کالندر (2، 4 و 6 بار) تولید شدند. رفتار فیلتراسیون نمونه ها با استفاده از آزمون فیلتراسیون بر اساس استاندارد ISO 11057مورد ارزیابی قرار گرفت. تأثیر عوامل تولید بر متغیرهای وابسته شامل راندمان فیلتراسیون، افت فشار و فاکتور کیفیت مورد بررسی قرار گرفت. بر مبنای شاخص های ضرایب تشخیص، ضریب تغییرات و نسبت سیگنال به نویز، مدل های آماری جهت پیش بینی متغیرهای وابسته پیشنهاد گردید. شرایط بهینه به مفهوم دستیابی به بیشترین راندمان و فاکتور کیفیت و حداقل افت فشار در درصد ترکیب 94% الیاف 5/1 دنیر، عمق نفوذ سوزن 2/15 میلی متر، سرعت سوزن زنی 325 ضربه بر دقیقه، دمای کالندر 4/120 درجه سانتی گراد و فشار کالندر 6 بار با شاخص مطلوبیت 955/0 تعیین گردید. در این شرایط مقادیر راندمان، افت فشار و فاکتور کیفیت به ترتیب 95%، 61 پاسکال و 0456/0 بر پاسکال پیش بینی شد. درنهایت چهار فیلتر بی بافت در شرایط بهینه تولید شد و خصوصیات فیلتراسیون آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. مشاهده شد که در فاصله اطمینان 95 درصد، تطابق عالی میان نتایج مدل ها و نتایج تجربی برقرار است. به منظور بررسی میکروساختار، تصاویر سه بعدی حقیقی نمونه ها با استفاده از روش غیرمخرب میکروپرتونگاری مقطعی رایانه ای (CT) به دست آمد و با استفاده از روش پردازش تصویر مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد الیاف ظریف، سرعت سوزن زنی، عمق نفوذ سوزن، دمای کالندر و فشار کالندر اندازه منافذ کاهش و راندمان و افت فشار فیلتر افزایش می یابد. همچنین مشخص شد ظرافت الیاف بر آرایش یافتگی سه بعدی الیاف تأثیری ندارد، ولیکن آرایش یافتگی در راستای ضخامت فیلتر با افزایش دما و فشار کالندر کاهش و با افزایش عمق نفوذ سوزن و تراکم سوزن زنی افزایش می یابد. همچنین مشخص شد نمونه بهینه در راستای ضخامت خود دارای گرادیان تخلخل نمایی است که این ویژگی به افزایش راندمان فیلتراسیون، کاهش افت فشار و افزایش طول عمر فیلتر کمک می کند. شبیه سازی عبور جریان از درون ساختارهای حقیقی حاصل از CT و همچنین ساختارهای مجازی متناظر آن ها با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) انجام شد. نتایج حاصل با داده های تجربی و نیز مدل های تحلیلی و عددی موجود مقایسه گردید و هم خوانی قابل توجهی میان آن ها مشاهده شد. این انطباق نشان داد که مدل سازی مجازی می تواند جایگزینی معتبر و کم هزینه برای مدل سازی حقیقی و آزمون های پرهزینه تجربی باشد. بر پایه مدل سازی مجازی، تأثیر پارامترهای میکروساختاری شامل تخلخل و آرایش یافتگی الیاف بر رفتار جریان درون فیلتر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نفوذپذیری با افزایش تخلخل به صورت غیرخطی افزایش می یابد و همچنین افزایش میزان آرایش یافتگی الیاف در راستای ضخامت فیلتر منجر به افزایش نفوذپذیری می گردد.