微流控是在微尺度条件下对流体中的物质进行有效操控的一项新兴的科学技术,在材料、生物、化学等领域有着广泛的应用。然而,在微尺度下流体处于低雷诺环境,流体层间物质以分子扩散为主导致混合过程慢、分析效率低。基于永磁体的外场激励型磁混合技术因具有无发热、结构紧凑、无复杂控制策略等优点得到广泛关注。但现阶段这类磁场源系统局限于单一磁体系统,存在适宜流速区间小、可调控性差等问题。为此,本文通过数值模拟和实验研究相结合的方法,对比不同磁体结构下微通道中流体的动态混合效果,分析磁场对微混合系统的作用机制,在此基础上,提出并实现了一种高效、快速混合的新型多磁体组合方案,对于设计微流控芯片参数、提高混合性能具有重要研究价值。在数值模拟方面,本文基于磁场下微流体混合基础理论,利用有限元仿真软件COMSOL构建磁场仿真模型和多物理场耦合仿真模型,考虑粒子迁移项对微流体混合行为的影响,模拟了磁场作用下微通道内混合形态和末端浓度分布特征。研究表明,不同磁场配置下的磁场作用力形式对磁流体动力学行为的影响规律不同,引入粒子迁移特性对微混合行为起到明显改善混合效果的作用。这为后续实验中对流体的流动行为研究以及磁混合的作用机制研究奠定了基础。在实验研究方面,本文搭建了一套集注射泵、显微镜、高速相机和可视化软件为一体的微流控实验平台。并利用此实验平台,开展了基于Y型通道的微流体混合行为的实验研究,获得了不同磁体结构下微通道内磁流体混合行为的变化规律、流体的混合形态和末端浓度分布特征。研究表明,单永磁体条件下磁流体受到的磁场力以轴向力为主,可实现较大流速范围的混合,但混合效率较低;双永磁体条件下磁流体受到的磁场力以径向力为主,可实现较低流速下的均匀混合。进一步,结合数值分析,明确了磁场分布、粒子团聚及粒子迁移特性等对流体混合行为的作用机制和作用效果。在上述研究的基础上,本文针对微流体混合技术的高效率、高速度、宽范围需求,综合利用单永磁体和双永磁体系统在微混合方面的优势,提出了一种新型的轴向力-径向力复合作用的三磁体混合方案。在微流控实验平台上开展了相应的实验研究,结果表明该方案可在保持高效混合的同时适应更宽的流速范围,验证了方案的可行性和有效性,并进一步明确了这一方案的混合特性优化思路,为拓宽高效率混合的流速区间提供了新的设计策略。