微纳米级颗粒的显微操作是当今世界高精密工程的一个代表,其中驱动微小颗粒转动是显微操作的重要一环,在化学分析、微驱动、生物工程等领域有着重要的意义和应用。本文提出基于旋流驱动的微粒转动方法:通过两支平行微管对向喷射产生旋流,旋流场中的颗粒受到流体粘性力的作用而转动,调整旋流的强度和方向,流场中颗粒的转速和方向也随之改变。匹配流场参数,旋流可以驱动不同尺寸、不同形状的微粒转动。论文首先研究了旋流场的形成和影响因素,提出了旋流驱动微粒转动的方法,分析了微粒在旋流场中的受力情况、运动特点和规律,讨论了影响微粒转动性能的因素。在理论分析基础上,以微米级的颗粒为例,建立了旋流驱动微粒转动的微流体动力学模型,动态模拟了旋流的形成及其驱动微粒转动的过程。仿真分析了旋流场强度,微粒的尺寸、形状、位置变化等对旋流驱动性能的影响。最后,搭建了实验平台,对旋流驱动微粒转动进行了实验研究,验证了仿真模型的正确性和所提出方法的可行性。研究结果表明:两支平行微管相对喷射可以产生旋流。旋流可以驱动流场内的颗粒稳定转动。当颗粒的中心与旋流的中心有偏心时,颗粒在流场中自转的同时还会围绕旋流中心公转,公转的半径周期性变化。颗粒的尺寸、形状、位置变化时,颗粒都会在旋流场内稳定地旋转,并且不会离开旋流中心。调整流场,可以控制颗粒不同的运动,颗粒的运动轨迹与其尺寸、形状、偏心大小有关,减小颗粒初始位置的偏心,可以减少公转成分,有利于颗粒姿态的捕捉和调整。本研究针对微米级的颗粒进行了分析和实验,合理匹配流场参数,提出的方法同样适用于不同尺寸微粒的驱动。