现代科学技术的快速发展促进了纳米技术的发展。最近几十年,纳米材料在制备、表征和应用方面取得了很大成果。目前,纳米材料已经广泛应用到再生医学领域、生物领域、检测分析领域、高效率能源领域和航空航天等高精尖交叉领域。在纳米材料中有一个很重要的分支------纳米纤维,由于其具有良好的力学性能、高比表面积、高孔隙率以及良好传导效应,受到了越来越多的研究者的关注。纤维的结构决定纤维的性能,为了得到不同性能的纤维,人们把大量精力投入到了单根纳米纤维的结构研究上。本论文研究的主要内容是,以静电纺丝技术为框架,结合微流控技术制备新型结构纳米纤维,并利用计算机分析技术对实验的理论和结果进行预测和分析。利用以有限元法为基础的软件ANSYS对微流控芯片内的流体在微通道内的流场分布进行了模拟分析,结合分析结果提供了后续实验的思路。以生物相容性和降解性良好的聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)以及聚乙二醇(PEG)作为实验材料,成功制备了具有分叉的Janus结构纤维和内部多级结构纤维,并且做到了结构的可控控制。第二章,介绍有流体运动的限元分析基本理论。并结合后续实验装置,对微流控生成液滴的两种方式,即毛细不稳定性和压力差诱导破碎的微通道内的流场在有限元软件ANSYS的环境下进行模拟分析,并以T型结构微流控为基础,通过施加不同的边界条件---连续相的速度和间断相的浓度,考察微通道内的流场变化情况,为后续液滴生成实验提供了依据。第三章,以微流电纺装置为基础,配制连续相(油相)溶液PLA,间断相(水相)溶液PVA。以第一章理论为基础,调节各相的推速和浓度制备均匀稳定的W/O的双乳液。电纺得到具有分叉的Janus结构纤维。我们通过光学显微镜、扫面电镜、激光共聚焦、透射电镜等一系列手段测试表征了这一新型结构。接着建立力学模型,利用有限元ANSYS分析了相邻PVA带电微球的电场分布,系统解释了该结构形成的机理,通过改变间断相PVA的带电荷密度制备出了长度和密度可控的分叉结构纤维,并证明了该力学模型的正确性。第四章,通过改变间断相的材料,我们利用PEG作为间断相,PLA为连续相,制备PEG/PLA的双乳液,进行电纺得到内部多级结构纤维。简化实心纤维和内部多级结构的纤维模型,建立ANSYS环境下的受力分析,得出内部多级结构纤维的力学性能优于实心纤维的力学性能,依据这一分析结果,我们根据材料力学理论制备了纤维力学测试的样品,成功测试得到了与ANSYS分析结果一致的实验数据。