超声波微流控技术在近些年发展迅速,相比其他一些常用的微流体驱动方法(微阀,电学、磁流体驱动,光摄)有着它独特的优势和发展前景,其原理在于声场能量的耗散转变为流体能量形成稳定的声流。由于在微尺度条件下,表面力、粘性力占主导作用,研究边界层声流的流动特性对认清声流效应的作用机理和微流体驱动器件的应用意义重大。近些年,对超声波微流控器件的研究大多采用实验方法,对其机理研究较少,并且声流的非线性特征使得传统近似的理论分析方法无法准确的描述声流现象。为此,本文采用直接计算气动声学(Computational Aeroacoustics)方法,发展了CE/SE(Conservation Element&Solution Element Method)算法(守恒元/解元算法),对体声波(Bulk Acoustic Waves)作用下的微流体驱动机理进行数值分析。该研究具有很好的理论意义,可以深入地理解超声波声流效应的作用机理,并发掘声流驱动器件潜在的发展前景。具体工作包括:1)完成CE/SE算法的验证。CE/SE相比一般的CAA格式有着以下的显著优势:高分辨率,构造简单,边界处理容易,非结构网格适应性好。2)完成滑移边界和无反射边界的验证。当克努森数0.01<Kn<0.1时,需要考虑固体边界的滑移。在声波的计算中,需要正确的无反射边界条件使得波动在计算边界上平滑传出从而避免出去的声波再反射回计算域内影响计算的准确性。3)研究平板边界层声流的流动特征。研究平面体声波在水平平板上造成的边界层流动(声流边界层),根据平板流向和法向的非稳态速度、压力、密度等物理量的瞬时流动和平均流动,分析边界层流动特性和边界层内流及外流的能量转化规律。同时对比分析了不同雷诺数下的边界层流动。4)研究二维管道声流和超声波的微流驱动效应。对比分析了不同管道直径和激励频率对驱动流的影响,总结管道声流的最大驱动效率与管径和激励频率的匹配规律。5)初步研究以传热为代表的超声波声流效应的作用机理。讨论超声波对二维平行恒温平板(存在恒定温度差)的传热效率的影响。