在微流控芯片的相关研究中,粒子运动机理在国内外都是十分重要的研究热门。特别是在外场,如电磁波等环境中,粒子是如何被驱动的更是尤其重要。在微纳尺度下,粒子在微通道中,在沿通道的方向是近平衡态,其他方向都是平衡态。通过打破粒子的平衡状态,使粒子系综在力的影响下做定向输运的学科是非平衡统计力学。在众多研究中,有的是研究结构熵势对粒子,特别是微纳尺度布朗粒子的输运的影响;有的是利用静电场力来操控粒子,如介电泳的方法操控酵母菌细胞;有的是利用光的力学效应,如光镊或光阱形成的高斯白噪声,光强产生的梯度力可以有效操控粒子。但是在以上的研究中,大多数的研究都是将系统作为定态系统,采用龙格库塔法或蒙特卡罗法等方法,通过去掉时间维度和其他空间维度,将郎之万方程或福克普朗克方程简化为一维一阶或二阶微分方程来处理。很少有学者将时变外场力引入系统之中。本文主要将时变外场电磁波引入了微流控系统,并研究了由此产生的运动机理及粒子输运特性的变化情况。通过变化外场的振幅和频率,对双粒子耦合布朗棘轮产生的旋转和阻塞现象进行了详细的数值计算和分析。在一定程度上,为填补海内外相关研究空白做了积极的贡献。另外,作者还利用有限元多物理场耦合仿真分析软件COMSOL Multiphysics仿真分析了一款主动式电极贴片微混合器和被动式湍流微分离器。以上的研究结果和提出的理论模型,可以为微流控系统中粒子的驱动方式提供设计思路和原理分析方法。希望能够对生物医疗芯片、定点给药等微流控研究相关领域有所帮助。