微流控芯片在疾病诊断、药物筛选和环境监测等许多方面有着广泛运用,微流控芯片的迅速发展对微流体及其控制的研究提出了更高的要求。微流控芯片具有体积小、可调控参数多、调控精确度高、自动化程度高、可以集成和大批量生产、能实现快速分析和降低硬件费用等独特的优点。但是,微观尺度下的流体运动与宏观流动的规律不同,宏观状态下常常被忽略的一些影响因素,在微观尺度下对流体运动却起着主要的作用,成为影响微流控芯片性能的关键因素之一,引起研究者的极大关注。本文分析了电渗流形成的基本理论,推导了电场和流场多场耦合的控制方程,并运用多物理场分析软件对圆形微通道内壁面粗糙度对电渗流的影响,以及zeta电势和微通道截面形状对微混合的影响进行详细地研究。本文的主要研究成果和创新在于:构建了壁面粗糙度单元为三角形的几何模型,采用有限元方法研究了壁面粗糙度单元参数对圆形截面微通道内电渗流的影响,分析了微通道两端存在阻碍压力作用下的情况。结果表明,壁面粗糙度单元宽度和间隔增加时微通道中截面流速先减小后增加。截面流速随着相对粗糙度的增加非线性减小,但减小趋势变缓。相对粗糙度增加时压力与截面流速线的斜率减小,截面流速不易受压力变化的影响。结论对电渗流驱动微流体的精确操控具有技术参考意义。模拟了二维电渗流驱动下的微混合,研究了极性相同的壁面zeta电势和极性相反的壁面zeta电势对应微通道内的混合速度,获得了壁面带有极性相反的zeta电势时截面形状与混合速度的相关关系。结果表明,壁面所带极性相同的电势的截面内的混合效率小于极性相反的壁面电动势的截面混合速度;微通道截面为等面积矩形时,高宽比的增加混合速度快速增加然后缓慢下降;对于截面为等腰梯形的微通道,混合速度随高度值递增变化首先迅速递增然后缓慢递减,在高宽比为1/6左右混合速度最高。研究为微混合器的设计提出了一种设计新思路。