微机电系统(MEMS)的迅速发展促进了微流体系统的广泛研究，微泵是微流体系统的重要驱动装置，具有微型化、能耗低、操作简单、精确性及集成度高等优势，被广泛应用于生物医学、航天、微电子、环境监测等各个领域。因此微泵研究具有重大意义，也一直是微系统领域的重点研究对象，倍受人们关注。　　 与有阀微泵相比，无阀微泵结构简单，在制造工艺上减少了阀片制作和键合工序。同时，无阀微泵总效率要比有阀微泵高。目前研究的无阀微泵大部分都是压电薄膜微泵，但是这种微泵要求外部要有较高的电压，误差较大。以热汽泡方式驱动的无阀微泵避免了上述缺点。由于汽泡周期性生长和冷凝是个极其复杂的过程，至今为止对热汽泡驱动方式的微泵研究还很少，因此通过数值模拟方法来优化无阀微泵扩散管/收缩管的几何结构，了解汽泡生长和冷凝过程微泵内部流场特性变化对实验可提供前瞻性的启示。　　 本课题在微泵腔体底部利用电加热而产生汽泡，以甲醇为工质，基于热汽泡生长和冷凝为微泵提供泵送压力源以及扩张管/收缩管流动阻力特性不同而实现差量流动的原理，对不同加热模式、加热比例、驱动频率、扩张角度以及不同加热功率时热汽泡驱动无阀微泵工作特性进行了数值模拟。采用计算流体力学Fluent6.3软件，编写用户自定义函数(User Defined Function，UDF)，将相变所产生的质量及能量传输添加到控制方程源项中，模拟计算结果采用Tecplot360进行后处理。　　 研究结果表明，在相同加热比例下微泵泵送流量随着驱动频率增加呈现先增加后降低趋势，模拟结果与Tsai的实验结果相吻合，在γ=10％，f=250 Hz工况下微泵泵送最大流量为5.87μL/min，该模拟结果与Tsai的实验结果5μL/min吻合较好。而在不同的加热功率下微泵的泵送流量也会随着加热功率的增加呈现逐渐增加后趋于平缓的趋势，这说明微泵流量并非随着加热功率增大而无限制增加。微泵扩张管/收缩管角度不同泵送流量随之发生变化，发现微泵的扩张角度在14°时泵送流量达到最大，说明在扩张角为14°时微泵工作在最佳出力状态，泵送流量最高，微泵的扩张管/收缩管角度过大可能引起倒流，导致泵送流量下降。　　 微泵在单泡和双泡加热模式工作状况下，即使是相同的加热面积时微泵的泵送流量也存在着差别。双泡模式下微泵的泵送流量要比单泡的泵送流量大，在γ=10％，f=250Hz工况下最大流量为6.57μL/min。不同加热功率下管道流速随着加热功率的增加曲线呈现递增状态，而在相同的加热功率下，双泡模式比单泡模式的管道流速要大。微泵腔体中热汽泡在一个完整的驱动周期内，冷凝的时间长于生长的时间，随着加热功率的增加，汽泡生长体积会增大，因而冷凝的时间也会变长。在同一时刻双泡模式下微泵的压力比单泡模式下压力要大，中心轴线上扩张管压力下降的速度比收缩管压力下降的速度要快。　　 在以上研究基础上进一步对并联双腔室热汽泡驱动微泵工作特性进行了分析，发现在加热功率为0.5 W时并联双腔微泵在γ=10％，f=100 Hz工况下的最大流量可达到8.16μL/min，在加热比例γ=20％，驱动频率为f=200 Hz时双腔微泵泵送流量达到最大流量为13.8μL/min。而在加热功率为1.2 w时并联双腔室微泵的最大流量可达48.72μL/min，而此时单腔室微泵最大流量为8.92μL/min。可以看出并联双腔室在同等条件下微泵的流量要明显提高，从而提高微泵的工作效率。