微粒操控是微操作中的关键技术,也是微流控芯片的核心,广泛应用于生物工程、MEMS、化学、材料科学等多个领域。近些年来,随着操作对象的小型化,对微粒操控技术提出了更高的要求。研究基于旋流的微粒操控方法,探索微粒操控的定量化难点问题具有重要的理论意义和应用价值。论文基于射流附壁模型研究了旋流形成机理,定量分析了旋流场的压强和速度分布与流场参数的关系;提出了旋流微操作性能的评价方法,定量评价了流场参数对旋流场微操作性能的影响;建立基于旋流的微粒操控过程流体动力学模型,通过仿真分析了旋流驻点附近压强和速度分布特性,讨论了流场几何参数,流场布局以及速度参数对流场性能和微操作性能的影响。在以上研究基础上,搭建实验平台,验证了推导理论的正确性和提出方法的可行性。研究和实验结果表明:基于射流附壁模型推导的旋流特性与流场参数有关;旋流的微操作性能可以通过旋流强度和驻点附近低速区域包容面半径来描述;合理匹配流场参数,通过调整微管喷射速度可以控制旋流驻点的位置和运动,从而实现微粒的捕获,定向移动和姿态调整等。