流速传感器的发展已有数十年的历史，它广泛应用于对海洋海流的测量中，为海洋的探测、开发和利用起到了重要的作用。随着人类对海洋研究的不断深入和海洋工程建设规模的不断扩大，对海洋流速测量的技术要求逐渐提高，对传感器测量的精度和范围要求也越来越高。目前，常用的海洋流速、流向传感器很难同时满足三维、长期、瞬时速度等方面的测量要求，国内外现有的测量方法和测量工具虽然都具有各自的特点，但同时也存在着不足，对新型流速传感器的设计和研究具有重要意义。首先，论文阐述了三维流速传感器的研究背景、意义及国内外相关装置的发展现状；分析总结了现有流速测量装置存在的一些问题；进而确定了本文的主要研究内容及需要解决的问题。其次，详细介绍了物体绕流特性，重点阐述了边界层相关理论，并分析了绕流过程中物体所受阻力的影响因素，对经典的圆柱绕流和圆球绕流做了总结与分析。还对流体力学及计算流体力学理论基础、数值仿真一般步骤以及CFD软件等做了基本论述，深入了解了流体力学以及计算流体力学的相关知识，为流体仿真奠定了基础。然后，对圆柱及圆球绕流做了数值仿真计算，获得了与实验值相符的结果。通过对数值仿真结果的验证，得到了可靠的模型计算区域、边界条件设置和求解方法等。最后，通过对新型球式三维流速传感器的仿真计算，研究了传感器在不同流速和不同流向下的受力情况以及固定圆柱杆对圆球壳体受力的影响，为新型流速传感器进一步的设计提供了一定的依据。