流体与人类的生产生活息息相关,大到环绕的空气、运动中的海洋,小到江河湖泊、油与血液；流速、流向是流体的重要参数,把握流体的流速、流向信息是把握流体的基础。目前,国内外还难以实现同时满足流体三维流向、流速的测量,对新型三维流速传感器的设计和研究具有重要意义。论文首先阐述了流速流向传感器研究的背景及意义,综述了国内外现有各种流速传感器的工作原理及优缺点；总结了其研究的不足,明确了本文的主要研究内容和需解决的问题。其次,描述了流体力学基本特性,对流体边界层理论和绕流阻力做了详细说明；重点阐述了计算流体动力学控制方程的推导,简要表述了CFD的基础理论、工作流程和软件基础知识。然后,针对现今流速流向传感器研究的缺陷,提出一种可测三维流向的流速传感器结构设计,阐述了其工作原理、结构各部分的功能作用和材料选择等；并对结构做了理论分析与计算,给出了流速与流向测量的计算公式；接着利用流体仿真分析软件对结构各部分进行了流场分析,分析其各部分的压力信息及对流场的影响,给出了结构挡板压力与流体流速、流向的关系曲面。分析结果表明设计的可行性和合理性。最后,对传感器结构进行了静态特性分析和模态分析,并综合流场分析结果,对传感器结构进行改进设计和分析,为三维流向、流速的测量和流速传感器的研究与发展提供了一定理论支持。