微流控芯片的设计与制造高度融合了生物粒子操控以及微纳先进制造技术,在快速检测医疗设备的研发方面有广泛的医疗应用前景。近年来,由于其具有样品体积小,通量高,控制简单等优点,微流控技术已成为粒子/细胞聚焦和分选的重要手段。其中,黏弹性微流控技术更易实现粒子的三维单线聚焦且能操控粒子的粒径尺度跨度大、工作流量范围广,已成为粒子/细胞处理的新趋势,受到越来越多的关注。为了解黏弹性流中粒子黏弹性-惯性迁移机理的更多详细信息,本文采用格子玻尔兹曼方法耦合浸入边界法模拟粒子在黏弹性流体中的迁移过程,研究了不同尺寸、不同形状特性粒子在不同深宽比直流道中的迁移规律。本文取得的具体研究成果总结如下:（1）研究了直流道中粒子黏弹性聚焦机理。首先,对比了粒子相同流动强度下在牛顿流体和黏弹性流体中的聚焦现象,分析了粒子受惯性升力和弹性力作用的影响。结果表明,在弹性力作用下粒子会聚焦至流道中心,且黏弹性力也会降低粒子转速。其次,分别计算了粒子在雷诺数Re=1.0,Weissenberg数Wi=0.1～1.5的条件下在直流道中的迁移行为。当Wi较小时,流道中的弹性力不足以抵抗原本的惯性升力将粒子推向流道中心,当Wi过大时,会减弱粒子的旋转和流动拉伸,同样削弱粒子的横向弹性效应,减缓了粒子聚焦效率,通过对比得到了最佳聚焦参数。另外,研究发现,当Wi过大时,流道两侧出现分界线,粒子将会迁移至流道中心和壁面两个平衡位置。最后,探索了流速和粒子尺寸对粒子迁移的影响。（2）研究了粒子在不同深宽比流道中的迁移特性。首先将直径为6μm和12μm的粒子分别放置在深宽比为1、1/2、1/3、1/4的直流道中,对其在黏弹性溶液中的迁移行为进行模拟计算,研究了不同弹性数El在不同深宽比流道中粒子迁移的影响,研究表明,大粒子具有更快的横向迁移速度和较小的分界线区域,在El较大时,更多小粒子可以聚焦至流道中心。其次,对比了6μm粒子和12μm粒子在不同深宽比流道中聚焦平衡位置,以探究粒子基于尺寸的分选,计算结果表明在深宽比小于1的矩形截面直流道中,不同直径的粒子具有不同聚焦平衡位置,大粒子的平衡位置更加靠近流道壁面,证明了与方形截面流道相比,矩形截面流道是一种更好的粒子分选设计结构。（3）研究了不同长径比椭圆粒子的迁移特性。分别构建了面积相同（二维）和体积相同（三维）长径比为1～5的椭圆粒子,并计算了其在黏弹性溶液中的迁移运动,探究了Weissenberg数Wi对不同长径比粒子聚焦和旋转的影响以及基于粒子形状实现粒子分选的可能。结果表明,长径比不同的椭圆粒子在黏弹性流体中有不同的旋转周期与迁移速度。长径比更大的粒子上下两侧的黏弹性力分布更加平缓,受到指向流道中心的弹性力更小,使得粒子横向迁移速度更慢从而导致了长径比不同的椭圆粒子聚焦至流道中心所需时间的差异。此外,不同长径比粒子在深宽比为1/2的矩形截面流道截面中具有不同聚焦平衡位置,通过调节Wi和Re数值可以依次实现不同长径比粒子基于形状的分选。本文通过数值模拟的方法系统研究了粒子在黏弹性溶液中的迁移机理,并进行了关于流道截面深宽比以及粒子尺寸和形状等因素对于分选效果的探索,为黏弹性微流控聚焦以及分选机制的分析提供了理论依据,对粒子分选器件的设计和研发具有重要的参考价值。