微混合器作为一种重要的微流控器件，在微流控系统中具有广泛的应用。本文基于改进的微流道拓扑优化设计模型，分别研究了采用欧拉和拉格朗日描述方法进行微混合器的拓扑优化设计。本文基于前人研究的成果，进一步完善了微混合器的系统性设计与评价方法：(1)通过对传统拓扑优化设计模型的研究，针对直接采用不可压NS-Darcy方法优化易导致的渗透和数值不稳定问题，采用固相介质弱可压的松弛条件来获得固相低渗透效果的优化迭代解，有效的解决了流体拓扑优化中由数值优化模型局限性所引起的虚假渗透问题，提高了欧拉描述下微混合器的优化结果；(2)研究将拉格朗日描述的映射法与拓扑优化方法相结合，实现在拉格朗日描述下进行微混合器的设计，避免了采用对流-扩散方程求解浓度场时为保证数值求解的稳定性而产生的虚假扩散，给出了对混合效果下限的评价方法。最后本论文应用弱可压Navier-Stokes方程设计了Tesla型不可动微阀，得到了阀效应明显优于前人的阀体结构，优化结果验证了改进模型对渗透的控制；建立欧拉描述下的微混合器拓扑优化模型，给出了三维弯管式微混合器的拓扑优化实例；结合弱可压Navier-Stokes方程和拉格朗日描述的映射法对微混合器进行了拓扑优化设计，证明了优化数学模型的可行性。