目前新兴的数字微流控(Digital Microfluidics, DMF)芯片，主要利用介电润湿效应(Electrowetting of Dielectric, EWOD)操控液滴运动并完成各项操作，该技术凭借其清洁节能、样品消耗少等独特优点，在近十年来迅速成为生化、医学及能源工程等领域的研究热点之一。然而，由于宏观流体和微观流体的流动特性不同，微尺度下基于数字微流控芯片的微液滴的运动过程内在机理尚不明确，微液滴运动过程的稳定性和生成的子液滴体积可控精确度，成为现阶段国内外数字微流控技术研究的重点和难点之一。而液滴在微尺度下运动速度极快，表面几何变形复杂，仅凭实验手段无法完整、准确地展示液滴分裂全过程，因此本文基于理论分析和实验结果对微液滴分裂和生成过程进行了数值模拟仿真研究。
　　首先，本文介绍了基于介电润湿效应的数字微流控芯片驱动理论。对微尺度下流动过程影响较大的几个无量纲数作了概念回顾，同时概括了介电润湿效应理论基础，对本文采用的封闭式双板数字微流控芯片驱动液滴过程原理作了较为全面的介绍，对影响液滴运动过程的接触角饱和、接触角滞后及粘性力的影响作了分析。
　　其次，本文简要阐述了用于本研究的数值模拟方法以及对不同电极结构的EWOD芯片上微液滴分裂过程搭建的仿真模型。本文对N-S控制方程采用有限体积法进行离散求解，并用两步投影法将N-S方程分成两步求解。关于液滴自由界面追踪方法，本文采用CLSVOF法，既保证了界面曲率计算准确性还保证了质量守恒。本文采用CSF法对表面张力完成建模。本文基于Hele-Shawcell模型，将三维流动模型转化为二维流动模型，并基于Couette流动模型简化了粘性力计算工作，此外还将接触角滞后效应嵌入模型中。
　　最后，本文针对三种不同电极结构的EWOD芯片驱动微液滴分裂及生成子液滴的过程进行了仿真研究。对普通方形电极驱动微液滴分裂过程研究中，本文归纳了液滴三种分裂模式：卫星液滴、常规分裂、分裂失效，并完成了较为全面的参数研究，拟合出一种新的无量纲参数??，用于准确地表征液滴分裂模式和微液滴流体动力学特性。本文基于参考文献对三种特殊电极驱动液滴分裂过程进行了仿真研究，可在不同参数组合条件下生成体积可控的微小液滴。最后，本文提出了一种新型条状电极结构，参数研究结果表明，利用该电极生成的微小液滴体积误差更小、精确度更高。本文将理论分析、实验研究、数值仿真三种研究路径相结合，重点基于仿真方法对EWOD数字微流控芯片驱动液滴运动、分裂过程进行了全面的分析和研究，对基于介电润湿效应的DMF芯片结构优化和参数设置具有一定参考价值和启发意义。