在管道层流流场中,颗粒会在由流体惯性力作用下发生“惯性聚集”现象。基于这种现象可以很好的实现微流控芯片中的颗粒的分离、筛选,为生物医学检测中所需生物颗粒（如血液中的细胞）的分离与筛选提供了重要技术支撑。本文利用计算流体动力学软件Fluent对圆管和方管层流流场中的单颗粒与多颗粒惯性横向迁移展开了数值模拟,在此基础上开展了相关颗粒分离器件设计方法的初步研究。首先计算了圆管内颗粒的横向迁移情况。采用离散颗粒模型（DPM）,计算了粒径为0.8mm、1mm以及1.2mm的三种球形颗粒在雷诺数取100、125与150条件下,由不同初始位置释放后在流场中的迁移轨迹及其发生横向迁移后所达到的平衡位置。计算结果表明,颗粒在初始半径分别为0.7R与0.8R（R为圆管半径）释放时,其惯性迁移的平衡位置均在0.6R附近;随着粒径的增加,颗粒的迁移的平衡位置将向管道轴心偏移;随着Re数的增加,颗粒的迁移的平衡位置向管壁方向偏移。考虑非牛顿剪切流动的横向迁移问题具有重要应用前景,这部分也对以血液为代表的非牛顿流体内单颗粒横向迁移问题开展了研究,并与流动介质为水时的情况展开了对比。计算结果显示:单颗粒迁移几乎都可以集中在约0.65倍圆环处,这点与相同条件下流动介质为水时不同。正如模拟所看到的,当流动介质为水时,颗粒只发生了惯性迁移,并未形成稳定的“惯性聚集”现象,由此表明牛顿流体对于颗粒的操控技术而言仍存在着一定的局限性。对圆管内多颗粒惯性横向迁移的研究选用的流动介质为血液,颗粒在流场惯性力的作用下,最终集中在“Segre-Silberberg圆环”处。接下来计算了方管内颗粒的横向迁移问题。分别对与垂直对称面成0o、15o、30o以及45o夹角方向的颗粒迁移问题进行了研究,每个角度上释放三个颗粒。计算结果表明,当颗粒释放位置越靠近通道轴心时,颗粒的横向迁移距离越短;随着Re数的增加,颗粒的平衡位置会更加偏向通道中心;相对于大颗粒来看,小颗粒的平衡位置更靠近壁面。此外,发现对任一角度上释放的颗粒,经过一段距离迁移之后,其平衡位置与垂直对称面的夹角维持不变,说明颗粒的运动一直保持在释放角平面迁移。当管内流动介质为血液时,从入口处观察颗粒的迁移轨迹可以看出,颗粒的迁移不再局限于初始平面内,而存在着空间上的变化。这点与非牛顿流体复杂本构有关。最后针对颗粒横向迁移分离器（以血液为例）进行了数值模拟研究。分离器为突阔型矩形微通道分离器,第一阶段为进口阶段,采用的截面尺寸为27μm×50μm,长度为11mm;第二阶段为分离阶段,采用的截面尺寸为50μm×100μm,长度为10mm。分离器内流动介质为5%的血液与盐水混合物,流动雷诺数Re=20,颗粒直径分别为10μm、20μm。计算结果表明,绝大部分颗粒可能够按照设想的大颗粒从管道中间、小颗粒从管道两边这种情况进行分离,但有少量位于通道进口中心处附近释放的小颗粒会混在大颗粒分离区域。通过与文献对比分析,认为存在这种情况的主要原因是离散颗粒相模型对颗粒在流场中的受力进行了简化,导致颗粒的受力分析的精度不够。