肺是人体呼吸器官,其内部环境直接与外部环境相通,长期呼吸带有颗粒污染物和有害气溶胶的气体会导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)、哮喘等疾病,但是目前人们对微纳米级颗粒物在肺部深处的运输和沉积模式所知甚少,而微颗粒体的运输与沉积主要由肺泡内流体的流动力学决定,因此了解肺泡内流体的复杂流动模式对研究肺深部细颗粒的输运和沉积具有重要意义。现有的体外实验研究并不能完全实现模型内与各级肺泡内微流体的动力学匹配,因此对各级肺泡内流场的认识还不够充分。本文开展了基于微流控技术的肺泡流场实验,通过精确匹配肺泡芯片内流体与真实肺泡内流体的无量纲特征数Re数(表示流体惯性力与粘性力的比率)和Wo数(表示脉动流体的振荡惯性力与剪切力的比率)来实现动力学相似,在体外重现了人体各级肺泡内不同流态的流场,并在肺泡流场中观测到了驻点。本文基于肺泡的解剖学几何结构和尺寸设计和制作了便于灵活控制的准三维单肺泡芯片,并搭建了微流控实验平台。利用实验系统同步控制肺泡壁面的周期性膨胀收缩和肺泡管内流体的周期性往返运动来模拟真实肺泡的呼吸运动,通过改变肺泡芯片的流量参数,再现了各级肺泡内的流场,得到了肺泡内的不同流态,并对肺泡内各种流态随呼吸参数的变化规律进行了分析总结。另外本实验还从肺泡流场中观测到了混沌流动的标志——驻点,并分析了它的出现规律,这也是目前首次在体外肺泡流场实验中直接观测到驻点,初步用实验证明了肺泡内存在混沌流场。在肺泡芯片实验中发现了准三维芯片的高度对肺泡内流场也有显著影响,因此本文利用数值模拟的方法对不同高度的准三维肺泡模型与三维肺泡模型内的流场进行了研究,得到了不同高度肺泡模型内的不同流态,分析和总结了模型高度对肺泡内流态的影响规律以及不同流场出现的临界条件,并与三维模型内的流场进行了对比。本文还在固定壁面条件下的仿真流场中发现了驻点,并分析总结了驻点出现的条件,以区别于运动壁面流场内的驻点。本文还将不同高度的准三维模型同三维模型内的流场特征及速度分布进行了对比,找到互相匹配时准三维模型合适的高度范围,不仅证明了上述微流控肺泡芯片模型的合理性,也为今后准三维模型的设计提供数据参考。