微流体的驱动与控制是微型全分析系统(Micro total analysis systems,μ-TAS)的关键技术。利用超声行波实现微流体驱动是一种新的微流体驱动技术,与其他机械与非机械驱动技术相比,它不需要压力室,也不需要微阀,易集成、可靠性高；流量与流向的控制灵活；能够产生与传统压力流不同的流型,用于芯片微流体散热,接近热源的流体流速高,可提高热扩散效率；利于小型化,用于药物释放可以植入体内,对于只有纳升用量的给定有独到的优势。超声行波驱动下的微沟道壁振动及微流体流动情况比较复杂,影响系统的因素较多。前期研究中,流体驱动力究竟是以蠕动摩擦力还是以声流、声辐射力为主以及各因素的作用边界一直未有定论,超声行波驱动下的微流体形态以及基于此原理的驱动装置研究不足。鉴于此,论文对超声行波微流体驱动这种新型的驱动技术进行了较全面的研究。研究了不同驱动模型下的行波产生方法,对超声行波微流体驱动中的三种驱动力：蠕动摩擦力、声流驱动力和声辐射力进行了分析。在此基础上,针对圆环模型的流固耦合问题进行了研究,.明确了超声行波条件下声流是主要的微流体驱动因素；设计了一种H型声流泵,基于边界层声流原理实现了微流体的泵送；设计了一种反射型声流微泵,对声流驱动力和声辐射力作用下的悬浮微粒驱动进行了初步研究。所做的主要的工作如下：1、建立了压电-结构-声场-流体的多物理场耦合分析模型,明确了声在超声行波微流体驱动中的主导地位。研究中首先通过数值分析和染色体粒子跟踪实验明确了超声行波微流体驱动的可行性。然后针对圆环驱动模型,通过模态分析确定了模型的最佳驱动方式；通过谐响应分析和瞬态分析得到了圆环形微沟道内壁的振动位移分布以及行波运行情况；通过流固耦合分析得到了微沟道内流体的瞬时流动速度、时间平均速度以及各种参数对流动特性的影响。通过研究发现时间平均速度为非对称的抛物线结构,该结构的形状受驱动频率的影响较大而受驱动电压影响较小,形状发生显著改变的频率范围在2000Hz-2500Hz之间,明确了声在微流体驱动中的重要地位；首次发现流体粘度在0.07Pa·s时近壁开始出现逆流现象。2、基于边界层声流特性设计了一种H型声流泵,实现了基于声流原理的微流体泵送,对影响声流速度的主要因素进行了全面分析。在对声固耦合及声流进行理论分析的基础上,采用直接流法计算得到了微泵体内的声流速度矢量图,并对泵体结构进行了优化设计。研究了超声流微泵的泵送性能与声流振子的振动位移、驱动频率以及流体动力粘度之间的关系,模拟了出口背压对出口平均速度的影响。研究结果表明,在振动位移0.1μm,驱动频率1×106Hz时出口平均速度达到4.87mm/s；粘度较小时出口平均速度基本不变,所设计的H型超声流微泵具有较好的泵送性能；粘度超过10-4Pa·s后,出口平均速度随粘度的增加而减小；出口平均速度与振动位移的平方以及驱动频率的平方近似成正比,通过改变驱动频率和驱动电压能方便地实现微流体的驱动控制；设计的超声流微泵最大背压为135Pa左右。3、初步研究了利用声流以及声辐射力对悬浮微粒进行驱动。设计了一种反射型声流微泵,构建了微泵的结构模型。通过模态分析得到了模型的最佳驱动频率为1.154896×107Hz;研究了泵体内声场分布以及瞬时声强度分布,利用Nyborg力法计算得到了声流速度,最大声流速度达到3mm/s；研究了在声流拖曳力和声辐射力作用下悬浮微粒的运动情况,微粒最大运动速度达到1.0938mm/s；讨论了影响悬浮微粒运动的因素,发现在悬浮微粒直径小于2gm时,其运动主要由声流驱动力决定,而当悬浮微粒直径大于5μm时,其运动主要由声辐射力决定。