伴随着微机电制造工艺的迅速发展,基于惯性聚焦现象的颗粒/细胞自组装、分选和操控等微流控技术,在医疗诊断、生化分析、污染物检测等领域发挥重要作用。已有理论分析研究提示微通道受限空间内的颗粒/颗粒链会诱导产生微观二次流动,并进而影响颗粒的动力学行为和惯性聚焦后的平衡位置。然而受限于微小空间尺度以及液粒两相流动的复杂性,当前对于颗粒诱导微观二次流动的研究仍局限于数值模拟,尚未有相关的定量实验研究见诸文献。因此,本论文基于Micro-PIV技术定量可视化测量了微通道内处于惯性聚焦状态下单颗粒以及颗粒链周围的微观流场结构并进一步讨论了其对颗粒动力学行为的影响,主要研究内容包括:（1）在Micro-PIV技术基础上,首先引入平方函数法,去除焦平面外示踪粒子光斑对测量结果的干扰;进一步采用坐标平移法,消除测量区域内颗粒边界的移动对PIV算法的干扰;最后采用图像叠加法,增加各查询域内示踪粒子数量,提高测量结果准确性。基于上述方法定量可视化测量了Re=21～525条件下惯性聚焦中单颗粒周围的微观流场结构。实验结果表明,随着Re数增大,颗粒同侧前方流动区域由回流区逐渐变为二次涡结构,Re数继续增大时,二次涡结构随着增大,颗粒影响的范围逐渐增大。随着Re数增大,颗粒与流体速度差值越大,速度差值的增大是导致颗粒同侧前方涡结构增大的主要原因。（2）定量可视化测量了Re=21和Re=105两种工况下,处于惯性聚焦状态的单侧颗粒链和交叉颗粒链周围微观流场结构。Re=21时,单侧颗粒链中相邻颗粒之间回流相互作用,形成了单个二次涡,涡中心基本位于两个颗粒中间位置,而交叉颗粒链中由于受到异侧颗粒挤压影响,相邻颗粒之间的单涡结构变为双涡结构;Re=105时单侧颗粒链中颗粒间涡结构类似于单颗粒周围的涡结构,而交叉颗粒链中同侧颗粒间涡结构由于受到异侧颗粒挤压作用发生弯曲变形,但没有变为双涡结构,主要是由于此时涡结构产生的原因是颗粒与流体之间的速度差,涡中心已经靠近于后方颗粒。（3）定量测量了Re=21～525条件下,惯性聚焦颗粒/颗粒链的动力学行为。结果表明颗粒上下两侧流体的速度差导致颗粒高速旋转且转速与Re数呈正比;随着颗粒附近微观二次流动的发展演变,颗粒同壁面的距离随Re数先减小后增大;颗粒惯性聚焦的平衡位置显著影响颗粒的传输速度。结合上述研究,将颗粒的惯性聚焦现象与流体的鞘流挤压相结合,可实现一种复合型用于颗粒三维聚焦的微通道芯片。