针对现有微流体惯性开关存在的流动液体选择单一、抗干扰能力差、缺少对开关内液体流动特性研究等问题,本篇论文从流动角度出发,研究了液体在微通道中的流阻特性、分析了液体突破毛细被动阀的突破过程和预测模型、提出一种考虑表面张力影响的瞬态流动模型、开展了基于镓铟液态金属和磁流变液的微流体惯性开关的可行性研究,旨在为微流体惯性开关的设计提供理论参考,并在一定程度上拓宽其使用范围。1)介绍了一种基于特征尺寸(?)的常截面微通道内压降的计算方法,得到了不同截面内fRe的表达形式,通过与现有研究结果比较,验证了理论计算的合理性。针对液体在渐变矩形微通道中压阻问题,利用几何边界条件和传统常截面矩形微通道中范宁阻力经验公式,提出一种压降预测模型;利用CFD仿真软件进行模拟,结果表明当收缩角小于12°时,理论和仿真结果吻合较好。2)针对被动阀突破过程的不统一性,综合分析了被动阀的突破原理和三维突破过程。根据弯曲界面所对应圆心角的不同,将突破过程划分为三个阶段,并得到了每个阶段的界面压力表达式;采用可视化离心平台,验证了被动阀的突破过程和突破压力。结果表明,所得到的三维模型可合理的预测液体突破被动阀的突破压力,所划分的突破阶段可合理的描述液体突破被动阀的整个过程。3)以离心力为背景,提出了一种基于N-S方程的瞬态流动数学模型。考虑到液体前端表面张力的影响,通过对前后端表面压强的简化处理,得到微通道内液体的瞬态流场。采用CFD仿真和试验相结合的方法对模型进行验证分析,结果发现,初始压强和表面张力对液体的流动有较大的影响,特别是对结构尺寸较小的微通道;在转速相同的情况下(300rad/s),截面尺寸越大,科氏力越明显,导致流体从近似一维流动发展为三维流动。所建立的瞬态流动模型与仿真、试验吻合较好,能够合理的描述瞬态流场的变化规律。4)以镓铟液态金属液滴为移动电极提出了一种可自行恢复式微流体惯性开关装置。利用自制马歇特冲击试验台,测得开关几何尺寸和流动液体对阈值大小、响应时间以及接电时间的影响。结果表明,对微通道内表面的特殊处理,有效的解决了镓铟液态金属的壁面残留问题;开关具有快速接电、断电以及可自动恢复等特性。5)提出将智能材料磁流变液应用到高g值微流体惯性开关的设计方法。通过对磁流变液流变特性的力学建模,得到了磁流变阀的阈值模型以及流速分布。利用数值模拟和仿真分析对磁场下磁流变液的流动性能进行分析验证。结果表明,磁场越大,屈服应力越大,流速越小;中心层厚度随着惯性力的增大而减小,当中心层厚度为h(极限值)时的惯性力则为磁流变液微阀的阈值。