随着纳米材料及微机电系统的迅速发展,微流控技术在生物医学、化学分析和环境改善等方面呈现出广泛的应用前景。其中电渗流是通过外加电场驱动微液体在壁面上流动,形成扰动的涡流来控制流体流动的主动方案。电渗驱动以效率高、可控性好、成本低、不需要活动部件等优点,成为微流动控制的主要发展方向。本文在电渗微混合器的国内外研究的基础上,采用数值模拟的方法针对直管道微混合器的混合机制及参数优化进行研究,主要研究成果和创新点如下:在微通道内流体流动的理论基础上,研究了电渗流的产生机理、影响因素及流体流动特性,分析了数值模拟过程中所涉及的物理场控制方程和边界条件。建立了二维直通道电渗微混合器模型,研究电渗参数对混合效率的影响。结果表明:当施加交变电场时,电极处由于电场电渗诱发混沌流形成漩涡,流体发生挤压和拉伸,混合效果较无交变电场时明显增强;随着电极电压、电极长度和电极频率的增大,微通道出口处的平均混合效率先增大后减小,均有一个合适的电极参数值使混合效率达到最大。建立了三维圆柱型管道电渗混合器模型,在管壁外侧放置两个弯曲的电极,针对电渗流对混合效率影响及机理进行分析。结果表明:施加正弦交变电场后形成的电渗流场与流体本身的流场形成了复合流场共同作用混合流体;当电极长度为10μm时,研究电极的周向角度对流体混合的影响,电极周向角度为35°时混合效率达到最大值为90.8%;当电极的周向角度为30°时,研究电极长度对流体混合的影响,电极长度达到约11μm时混合效率最大值约为89.9%。