目前,研究者已经对微混合器和微反应器展开研究,设计出了分流合并式微混合器、混沌式微混合器、酶反应微反应器和免疫反应微反应器等器件。这些器件已经在细胞研究和药物研究等方面得到应用,但是微混合器和微反应器的计算还存在一些问题：(1)计算量大。微混合器和微反应器通常集成微米尺度和毫米尺度等多种尺度的微通道和微腔室,微通道和微腔室内部的样品混合与反应现象复杂。在对微混合器和微反应器进行计算过时,通常需要对多尺度几何结构划分大量网格,并且考虑多场耦合因素,导致计算量增加。(2)计算灵活性差。微混合器和微反应器含有各种各样的结构,传统的数值模拟通常对各种结构采用一种方法进行计算,而不是根据各种结构的特点分别计算,从而导致计算灵活性差。针对上述问题,本文提出了微混合器和微反应器的建模计算方法。微混合器和微反应器通常由简单单元,如直通道,和复杂单元,如混合单元组成。建模计算方法有效地利用了微混合器和微反应器的这种结构特点,其基本思想是：对简单单元与复杂单元分别采取不同的方法进行计算,对简单单元建立宏模型,对复杂单元建立数值模型,运用数据拟合与插值等数学手段连接宏模型与数值模型,实现微混合器和微反应器的建模与计算。应用建模计算方法,本文针对二维被动式微混合器、三维被动式微混合器和微反应器做了一些尝试性的研究工作,具体内容如下：(1)建立了二维被动式微混合器的计算模型。对于二维被动式微混合器,基于分离变量法建立了微混合器的直通道内样品浓度分布的宏模型,采用数值模拟求解混合单元内样品的浓度分布,建立数值模型,利用插值与数据拟合连接宏模型与数值模型,实现二维被动式微混合器的建模与求解。设计并制作了一种被动式微混合器,即倒“已”形微混合器,利用建立的计算模型对倒“已”形微混合器内样品的浓度分布进行了求解。搭建了样品微混合测试平台,通过实验验证了计算模型。(2)对三维被动式微混合器进行了建模与计算。建立了直通道内样品浓度分布的宏模型,进一步建立了描述直通道内样品浓度分布偏移与变形的宏模型,采用数值模拟求解混合单元内样品的浓度分布,建立数值模型,通过插值与数据拟合建立了正峰宏模型、偏移与变形宏模型、数值模型和计算模型。设计并制作了肋形微混合器,利用建立的计算模型对肋形微混合器内样品的浓度分布进行了求解。在样品微混合测试平台上开展了不同浓度的荧光素钠盐溶液混合实验,分别验证了正峰宏模型、偏移与变形宏模型、数值模型及计算模型。(3)对于微反应器,形成了一级反应反应物浓度随反应速率常数变化的宏模型和定长度通道内反应物浓度随时间变化的宏模型。分别形成了二级反应反应物浓度线性分布输入及非线性分布输入情况下的宏模型。对于微反应器的各段直通道内样品的浓度分布运用宏模型求解,对于各段圆弧形通道内的样品浓度分布运用数值模型求解,采用数据拟合连接两种模型,实现了微反应器的建模与计算。设计并制作了微反应器与微移动平台,搭建了微反应器化学发光检测系统,利用该检测系统研究了鲁米诺-过氧化氢-钻离子化学发光体系,验证了模型的正确性。