微流控芯片(Microfluidic Chip)通常又称作微全分析系统(Micro Total Analysis Systems，μ-TAS)或称芯片实验室(Lab-On-a-Chip)，它是20世纪90年代初由瑞士的Manz和Widmer提出的，它通过微细加工技术，将微管道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件、窗口和连接器等功能元件集成在芯片材料(基片)上，完成整个生化实验室的分析功能。 微流控芯片技术是现代分析科学的前沿技术，目前还处于研究的初级阶段，人们对微流控芯片中的流动机理的认识水平还远低于其应用水平。随着微流控芯片的发展和应用，需要更精确地操纵芯片上的流体，以实现整个芯片的功能，因此微流控芯片流体的定量研究对芯片功能的设计和分析有重要意义。为了对微流控芯片作出定量的分析，需要微流体理论的支持。然而当尺寸缩小到一定范围时，许多物理现象和宏观世界有很大差别，这给我们进行芯片的定量研究带来了非常大的困难。目前液体的微流体理论还十分的匮乏，基础研究尚处在发展阶段，其中许多问题尚无定论，从研究手段上，实验观测是必要的，但是会有难度。流体数值模拟仿真技术是一种比较实用的手段，它可以容易的改变计算条件，研究复杂边界条件下的流体流动现象，具有灵活、经济、限制较少的优点。针对芯片的设计进行计算机模拟仿真，不仅可使实验者对整个微流体系统的基本物理和化学过程有一个更全面深入的理解，激发新的设计思路和想法，指导微流体系统优化设计，而且可以有效地降低成本，缩短芯片的研制周期。 本文主要以数值模拟的方法来指导微流控芯片的设计和优化。以实验室研制的两种微流控芯片为例，利用商业化的流体数值模拟软件(CoventorWare和Femlab)模拟了流体在芯片中的电场及流速和流形分布，通过数值模拟的方法分析了影响芯片性能的参数，根据模拟结果对芯片的设计方案进行优化，并设计相应的实验对模拟结果进行验证。有效探索了数值模拟方法在微流控芯片设计中的应用，为实验室的下一步实验工作提供了参考。