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本文基于仿生学的原理，模仿昆虫毛发感受器的结构，设计制备了一种只有根部涂镀表面对称电极的含金属芯PVDF纤维气流传感器（简称SMPF），并将这种传感器应用于气流流场测量，对其传感特性进行了理论和实验研究，取得了初步的研究成果。本文主要的研究成果和内容如下: (1)利用自制的拉制纤维设备，制备了SMPF。基于第一类压电方程和平均电荷法，建立了单根悬臂梁结构SMPF的气流传感模型。并将悬臂梁结构的SMPF安置在气流流场中，进行冲击气流测量实验。实验结果表明，当SMPF长度恒定时，随着冲击气流流速的增加，SMPF输出的电压信号成线性变化关系;当SMPF长度远远大于边界层时，在冲击气流流速相同的条件下，SMPF输出的电压值与长度成线性递增关系;当SMPF长度较短，边界层的影响不可以忽略时，在冲击气流流速相同的条件下，长度为2.75mm的SMPF输出电压值最大，具有最优的传感性能。实验结果验证了传感模型。 (2)当SMPF用作边界层气流传感器时，根据边界层动量积分方程，推导出了边界层位移厚度方程，并进行了气流传感实验。实验结果表明，SMPF与风速传感器对于冲击气流的响应存在时间差;随着SMPF长度的增加，时间差逐渐趋于稳定值，实验结果验证了理论模型。同时，基于平板边界层理论，建立了微型风洞三维空间的流场分布模型，并用有限元仿真的结果进行了验证。将多根SMPF组成传感器阵列，测量了微型风洞三维空间的流场分布，实验结果验证了理论模型。 (3)基于流体在曲面的绕流和分离理论，建立了气流在圆柱体表面的流场分布模型，并应用有限元仿真对分析结果进行了验证。将多根SMPF布置在圆柱体表面，组成传感器阵列，通过对圆柱体表面流场分布的测量，建立了圆柱体的表面形貌模型。根据实验结果，描绘了圆柱体表面三维空间形貌，揭示了圆柱体的背面存在涡旋的现象，验证了理论模型。 通过理论分析和实验研究，表明SMPF具有较好的气流传感性能，可应用于三维空间流场测量和圆柱体表面形貌测量，具有体积小、质量轻、灵敏度高、长度可变的特点。