由于微型机电系统(MEMS)具有微型化、可批量生产、集成化程度高、易于扩展、多学科交叉的特点，近几年来得到了迅速的发展。而微型机电系统内的微流体驱动控制引擎——微泵是制约和推动微流体设备发展的关键，是国内外微流体设备研究的重点领域之一。Knudsen泵凭借着其无运动部件、结构简单、易于批量制造、易于扩展、能量来源广泛、低能耗等优点，受到了国内外众多学者们的关注，对其的研究和相关理论也日臻完善。前人关于Knudsen泵的研究大都仅限于研究其性能随着结构参数和工况参数的变化规律，关于工作介质的物理属性不同所引起的其传输特性发生变化的研究非常之少。本文采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法，以OpenFOAM软件为研究平台，编写了Knudsen泵运转所需要的温度梯度边界条件，并模拟研究了物理属性不同的工作介质在经典矩形通道Knudsen泵内的工作介质;而后，设计了一种新型微通道结构的Knudsen泵，并从工况参数和结构参数角度讨论了其性能的变化规律。本论文的主要研究内容及其相关结论包括以下几点:
　　(1)为了验证自定义边界条件的正确性和所使用软件的相关程序来研究本课题的可行性，模拟计算了密闭方腔内的热诱导驱动流和棘轮形微通道Knudsne泵内热诱导驱动流的运动情况，将模拟结果结合相关文献对比发现:所获得的结果与文献中所显示的内容非常接近，由此说明自定义的温度梯度边界条件是正确的以及运用该软件方法研究本课题是可行的，这为后续研究内容的开展奠定了扎实的基础。
　　(2)本文以经典矩形通道Knudsen泵为研究对象，分析了单一种类的气体和混合气体以及模拟粒子的分子模型对其在微通道内传输特性的影响。研究结果表明:①分子质量较轻的气体具有更强的热蠕流效应，更加容易通过微通道，传输性能更好;②气体分子质量越轻，其最强热蠕流效应所对应的工况压力越大，即Kn数越小;③分子质量较轻的气体能够促进较重气体的运动;④气体分子直径越大，热蠕流效应越强，更容易在微通道内传输;⑤相比于更能反映真实气体分子运动规矩的变径软球(VSS)模型而言，采用变径硬球(VHS)模型来研究会高估泵的性能，反之，用硬球(HS)模型会低估泵的性能;且工况压力较小时，硬球(HS)模型气体运动规矩更贴合于变径软球(VSS)模型的气体分子运动，当压力较大时，变径硬球(VHS)气体运动规矩与变径软球(VSS)的相似。
　　(3)建立了新型微通道结构Knudsen泵的数学模型，其由两相对的平行低温壁面和位于通道中心处的三角形高温壁面组成。并从温差、工况压力（Kn数）、特征尺寸、三角形壁面的尖点距离和长宽比方面来研究这些参数对该型Knudsen泵性能的影响。模拟结果表明:①泵性能随着两壁面间温差的增大而提高，且质量流量表现出随温差线性增加的变化规律;②随着Kn数、特征尺寸和尖点距离的增大，泵性能均表现出先提高后降低的非线性变化规律，不同点在于，小Kn数和小尖点距离时，泵会出现反向抽气的工作特性，虽然后期质量流量会不断下降，但泵一直处于正向抽气的工作模式下，反之，特征尺寸较小时，泵却维持正向抽气模式，而当特征尺寸增大到一定程度时，气体却会改变运动方向，导致泵出现反向抽气现象;③关于三角形壁面的长宽比对泵性能的影响，分别从保持恒定的壁面长度L和恒定的宽度W两个方面进行了研究，结果显示，泵性能随三角形壁面宽度W的增大而表现出先提高后降低的变化规律，而随长度L的增大却表现出先反向增大后反向减小正向增大最后减小的变化趋势，两者最大的区别在于，宽度W的变化不会影响气体正向运动的状态，而前期长度L的增大使得泵具有反向抽气的特性，后期则一直维持正向抽气的状态且性能逐渐增强后又开始回落。