微流控技术（Microfluidics）是在微尺度上对流体进行操控以实现检测分析等功能的技术,又称为微流控芯片,是当前前沿交叉学科之一。微流控芯片具有集成度高、节省试剂、可控性高、使用成本低等优点,在体外诊断、化学发光和临床研究中显示出了巨大的潜力。惯性微流控颗粒聚焦分选由于具有结构简单、易于操作、生物适用性好等诸多优点,在细胞计数、筛选等方面有巨大的应用潜力。而目前关于微流控惯性颗粒聚焦的研究还停留在唯象方面,针对收缩阵列流道内的颗粒迁移特性认识还不够,流道结构还有待进一步丰富以提高颗粒聚焦和分选性能。为此本文利用颗粒与流体的作用模型,采用数值模拟研究收缩-扩张阵列微流道内的颗粒聚焦及分选特性。首先,利用流场对颗粒的作用模型模拟颗粒在收缩-扩张阵列微通道内的动力学行为,并研究了收缩区域和扩张区域的夹角、样品入口流速、颗粒尺寸对颗粒聚焦行为的影响规律。其次,提出了一种单引多鞘液收缩-扩增阵列微流道,并利用颗粒和流体的双向作用模型模拟颗粒在微通道内的动力学行为,研究了鞘液流引入角度、引入位置、鞘液数目和引入宽度对颗粒聚焦及分选行为的影响特性。最后,进一步将流道螺旋化以引入迪恩曳力提升颗粒聚焦和分选性能,并研究了通道纵横比、螺旋长宽比、通道雷诺数对颗粒聚焦特性的影响。通过上述研究得到主要结论如下:（1）当无鞘液非对称收缩-扩张区域夹角α为90°时,收缩-扩张结构内引起的流动绕动最大,颗粒聚焦效果最好。对结构尺寸进行优化,使得流道能够实现7μm及以上颗粒的全聚焦。雷诺数对15μm颗粒的聚焦效果影响较弱,但提高流速可提高处理量。对颗粒受力进行分析,发现颗粒受力沿通道呈现周期性变化。本文采用的结构可以实现粒径15μm及以上和1～3μm颗粒的分选。（2）提出了单引多鞘液非对称收缩-扩张阵列微流道。由于颗粒聚焦和分选需求的流道结构差异,本文分别得出了15μm颗粒聚焦所对应的最优流道结构和3μm与15μm颗粒分选所对应的最佳流道结构。对15μm颗粒聚焦方向的受力进行分析,拟合了不同颗粒尺寸完全聚焦所需的最小通道长度关联式,并验证了关联式的准确性（3）对单引多鞘液螺旋非对称收缩-扩张微流道内颗粒动力学行为进行研究。当螺旋长宽比为9:11且通道高度为40μm时,颗粒聚焦效果最好;当通道雷诺数等于76.4时,可实现5μm和10μm颗粒的分选。当通道雷诺数等于57.3和76.4时,可实现5μm和15μm颗粒的分选。