运用低频超声操控细胞或粒子,通常会出现非线性或涡旋轨迹运动而严重影响操控运动精度;在超声相控阵、超声内加工的研究中,也出现被控物体实际位置及运动轨迹与理论存在偏差等问题;此外,在声场微纳粉体操控方面,在声场作用下微喷嘴喷出的微粉不是沿着喷嘴轴线方向运动,而是在喷嘴口处出现旋涡状运动,显然超声驻波声辐射力难以解释这一运动现象并从根本上解决喷射精度差等问题。旋涡状运动表明,超声波在空气中传播会因粘性等能量损耗而衍生出二阶声场,以声流（AS）为代表的二阶声学现象,在超声清洗、细胞混选、微纳操控和热传导方面有广泛的应用前景。基于此,本文以声流为突破口,提出在微通道外激发声场,深入分析二阶非线性声场的分布及其对微粉的作用机理,并进行实验研究,进而实现微粉的运动轨迹可控喷射。首先,本文通过理论分析探索运用声流场对微通道内微粉进行操控的可行性。提出微喷嘴、中空圆柱体等管道形尖锐物体置于空气声场中,在喷嘴外、喷嘴口和喷嘴内形成不同形式声流的三个假设,其一,在微喷嘴外形成的声流将导致圆柱绕流,绕流导致的涡激振动将驱动微粉体脱落;其二,在微喷嘴口形成的声流将在喷嘴口形成了伯努利负压,从而驱动脱落的微粉以一定的规律向着出口运动;其三,在微通道内形成的声流将冲刷微粉体,加速微粉脱落。其次,通过数值模拟手段研究声流场在微通道内外的分布并进行声流场微粉操控喷射的仿真分析。对圆柱声绕流、锐边声流等在一阶声场基础上衍生的二阶声流进行了详细的理论推导并建立了数学模型;运用COMSOL Multiphysics有限元软件,对声场和流场进行数学建模,数值模拟了圆柱声绕流过程;对超声行波场进行了频域和空间扫描,探究了不同频率及空间位置下流场与圆柱之间的流-固耦合作用;提出反射驻波声流场与叠加驻波声流场在对称性方面的差异,并分别对反射驻波声流场与叠加驻波声流场进行了频域和空间位置扫描。仿真结果显示叠加驻波声流场可从根本上解决微粉的运动轨迹可控喷射问题。最后,开展微米级的角形铜粉、锡粉和钛合金粉的声流微粉操控喷射实验。实验结果验证了理论推导、数学模型和仿真分析结果的准确性。实验结果显示行波声流场TWSF和反射驻波声流场RSWF的作用均能驱使微粉运动轨迹发生偏斜,而叠加驻波声流场SSWF很好的操控微粉沿着微喷嘴轴线方向运动;实验过程皆观测到微粉下落速度呈现波动状态,微粉围绕微喷嘴轴线的偏移误差小于1.5mm。有效解决了声场对微粉的运动轨迹可控喷射问题。