微混合器是构建微流控系统的重要组成部分。由于流体在微观情况下陡然增大的表面积与体积比,流体只能以层流状态流动,最主要的混合途径是扩散,达到充分混合时需要很长的混合通道,这违背了微流控芯片微型化的初衷。在宏观化工反应设备中,常采用回流的方法使样品循环流动,从而加速反应,如制备聚乙烯和聚丙烯的装置都设计了专门的回流结构。但在微观领域,回流式的微混合器甚少,即便能够产生回流,效率也很低。因此,设计一种高回流的微混合器是十分必要的。本文利用康达效应设计了高回流且带有涡流的微混合器,分析了影响其回流率和混合效率的因素,并采用模型预测控制算法控制微混合器的入口流速。主要工作和成果如下：1.针对微流体间混合困难的问题,提出通过增大回流率促进混合的办法。利用康达效应,设计了混合腔和反馈通道的形状,使流体附着在通道壁上,更容易产生回流。混合通道采用了射流元件的结构,康达效应增强,回流量随之增大。2.为了模拟微混合的情形,利用ANSYS FLUENT软件进行了流体仿真。证明了反馈通道中产生了回流,而且在混合腔中出现对称涡流。根据仿真结果计算微混合器的回流率和混合效率,在雷诺数为28和42时,单个微混合器回流率为17.34%和25.7%,混合效率为90.96%和92.76%,而其他微混合器的回流率只能达到2%和3%,混合效率为58.64%和74.34%。通过仿真分析得出,回流率越大时,混合效率越高,说明大量的回流有助于促进混合。3.持续、高效的混合需要平稳的入口流速,本文提出使用模型预测控制算法实现了对入口流速的控制,并给出了单输入单输出和多输入多输出系统的约束条件和目标函数。采用线性规划而非二次规划进行动态过程的优化,有效减小了计算复杂度,缩短了计算周期。通过仿真验证了算法的可行性。