微化工技术凭借其高效传热传质特性，已逐渐成为重要的过程强化技术。而微尺度下悬浮液流动及其内部颗粒的迁移现象在纳米颗粒制备、微反应、微分离、微混合等领域都有广阔的应用前景，因而对于微尺度下悬浮流体流动特性的研究具有重要的理论和应用价值。本文以Diffusive Flux Model (DFM)为基础，使用Fluent CFD (ComputationalFluid Dynamics)软件模拟了高浓度悬浮液在直型、T型和Y型微通道中的流动和颗粒分布。主要完成的工作总结如下：①建立了微通道的CFD模型，根据悬浮液流动过程中颗粒的迁移特性对求解网格进行了划分，设置了相应的边界条件，以DFM为基础建立了颗粒的质量传递方程，之后结合Fluent软件的UDF和UDS功能求解连续性方程、动量方程及颗粒质量传递方程，实现了微通道中悬浮液流动及其内部颗粒迁移的数值模拟。通过与文献中毫米级通道中悬浮液流动的研究结果相比较，验证了建立的数学模型和求解方法的正确性。②开展了微米级通道中悬浮液流动及其内部颗粒迁移的数值研究。分析了微米级通道与毫米级通道中悬浮液流动特性的差异，调整了DFM中的经验常数并提出了新的局部剪切速率修正方程，并在颗粒质量传递方程中加入布朗运动的影响。计算结果表明，DFM-CFD模拟结果与实验结果具有较好的一致性。③考察了微米级直型通道内颗粒浓度、粒径、悬浮液流动速度对通道中颗粒分布的影响，特别是明确了布朗运动对悬浮液流动的影响。得出的结论有：随着颗粒初始浓度的增大，粘性通量的影响增大，颗粒分布变得相对均匀；在颗粒较小(<0.1μm)时，颗粒粒径对颗粒浓度的平衡分布影响较明显，此时颗粒粒径越小，颗粒分布变得相对均匀；而当颗粒粒径大于1μm时，粒径增大对颗粒浓度分布的影响已不明显。④探索了Péclet数对悬浮液颗粒浓度平衡分布的影响。当Pe <100时，布朗运动的影响明显，颗粒浓度分布相对均匀。随着Pe数的增大，布朗运动的影响逐渐减弱，会出现明显不均匀的颗粒浓度分布。当Pe≥100后，布朗运动相对于剪切作用变得可以忽略。⑤分析了T型微分离器中悬浮液颗粒与载液的分离过程。发现经过T型微分离器分岔口后，颗粒浓度的最大值不再出现在通道中心附近，而是出现在通道壁附近区域，且直子通道中的颗粒浓度会高于侧向通道中的颗粒浓度。⑥探索了悬浮液经过T型微混合器和Y型微混合器后的流动状况变化，比较了这两种不同被动式微混合器中悬浮液的混合效果。发现T型微混合器的混合效果明显好于Y型微混合器，且悬浮液之间的混合与悬浮-牛顿流体体系的混合具有一定差异。对于悬浮液之间的混合，微混合器只能使其在分岔口附近发生短暂的混合，之后由于剪切作用颗粒浓度分布会变得不均匀。对于悬浮-牛顿流体体系的混合，微混合器只能在一定程度上增强通道中心附近两股流体的混合。两种流体的混合区域主要发生在通道中心附近（0.2<y/H <0.8），随着两股流体向下游流动，通道中心附近两流体的混合会逐渐加强但仍无法实现充分混合。