微流控技术简化了传统的生化检测过程,如试剂的制备、混合、检验芯片等,在医药学、生物学、分析化学和环境监测等领域得到了广泛的应用。微混合器是微流控芯片的重要组成部分,它可以显著缩短样品的预处理时间,大大提高微流控芯片的检测效率。根据微混合器的工作特点即是否需要增加外部能量源来促进流体混合,可分为被动微混合器和主动微混合器。大多数主动微混合器制造复杂,难以与其他系统集成,不利于大规模生产。被动微混合器提高混合效率的办法主要是通过改变其内部结构来完成,并且由于其简单的结构,有利于制造,从而在微流控技术方面得到了广泛的应用。本文根据微混合器的混合机理设计了两种类型的微混合器,第一种菱形微混合器,它利用了分流汇合的机理来促进流体的混沌对流现象从而提高混合效率。第二种微混合器创新的应用了哺乳动物循环系统所遵循的Murray定律来设计。根据广义Murray定律设计的树状分型被用作障碍物放置在T型微通道中,具备这种结构的微混合器具有很高的混合效率。论文主要从三个方面对微混合器的混合性能进行综合分析,包括有压降、混合效率和微通道内流体的流动情况。对于菱形微混合器主要通过改变菱形的角度、通道宽度比以及不同几何单元的组合来对比分析出最优结构。结果表明较小的宽度比及较小的菱形角度能够使微通道内部产生大面积的混沌对流现象从而提高混合效率。对于障碍物型微混合器,我们研究了分型障碍物的分叉角度、层级数目、非对称结构、和障碍物的排布位置对微混合器混合效率的影响。本文设计的菱形结构微混合器和基于Murray定律的障碍物型微混合器具有较好的混合性能,为被动式微混合器的设计提供了新的思路。