建立了滑移流区二阶滑移流动的控制方程，引入相似变换将微尺度二阶滑移流动的控制方程变换为非线性常微分方程。采用同伦分析法解析求解了该方程，获得了微尺度滑移流动的速度分布，发现在不同Knudsen数下，充分发展段无量纲速度分布有同一交点。通过与文献结果对比验证了本文求解结果的正确性。为深入研究微尺度滑移流动的物理本质提供了数学支持。

在阐述微动力机电系统研究意义的基础上，对其在国内外的发展动态及趋势进行了回顾，重点介绍了双区燃烧微涡轮机、微型往复式电力发生器、微转子发动机以及作者研究的微热光电动力系统．这种新型的微热光电系统具有无运动部件、热量利用效率高、制造成本低等优点．最后论述了微机电动力系统研究中面临的主要挑战，并重点总结了需要解决的一些基础问题．

利用micro-PIV系统测量了去离子水在水力直径为237μ.m,长度为31mm的梯形截面微管道内的流场结构,得到了不同雷诺数下沿流动方向不同位置微管道中间截面上的速度分布,并利用数值模拟方法计算了相应雷诺数下三维梯形截面微管道内的速度分布.实验结果和数值模拟结果显示实验中的梯形截面微管道内从层流到湍流的转捩发生在Re=1500～1800左右,实验中充分发展段长度Le、微管道水力直径Dh和雷诺数之间的关系可由公式Le/Dh=(0.08～0.085)Re表示.

提出了可在普通实验室制作PDMS圆截面微流动通道的微丝模塑技术，构建了包含受控微流动通道、图像采集和处理的微粒子图像测速（Micro-PIV）系统．利用PIV标准图像验证了以FFT互相关算法和小波消噪算法为基础设计的Micro-PIV分析软件的可靠性．应用聚苯乙烯粒子与纯水配制的悬浮液作为流体，应用Micro-PIV系统提取了圆截面微流动通道内流体的速度向量场，由此计算出通道圆截面上的切应力分布．经流变学理论分析证实，所研制的Micro-PIV系统具有较高的精度．同时表明，采用微丝模塑技术制作的PDMS圆截面微通道具有良好的流动特性．

运用分形理论,研究阀芯微观表面的分形特征。采用W eierstrass-Mandelbrot函数对阀芯微观表面轮廓进行表征;通过结构函数与尺度符合幂律关系,说明液压阀微观表面具有分形特征。运用分形表征曲线,建立微观阀间隙二维横截面模型,使用FLUENT流体软件对具有粗糙表面阀腔间隙的流场进行数值模拟,并且与理想光滑表面的模拟结果进行对比分析。研究结果表明,粗糙的阀间隙所形成的压力降明显大于理想光滑表面所形成的压力降。对阀芯进行改进,增加环形槽。模拟结果表明,带有环形槽的阀芯既能满足粗糙度要求,又能起到比较好的密封保压作用。

流速测试技术是研究流场中气流流动特性的重要手段，了解现代流速测量仪器的原理和应用特点，对选择合适的仪器进行实验研究至关重要。本文介绍了国内外现代流速测试技术的原理和应用特点，并对各种测试仪器进行了流动速度测量的参数比较，依据比较结果给出了选取测量方式的若干原则，为气流流动实验选择合适的测量工具提供了有力的指导。

运用分形理论,研究阀芯微观表面的分形特征。采用W eierstrass-Mandelbrot函数对阀芯微观表面轮廓进行表征;通过结构函数与尺度符合幂律关系,说明液压阀微观表面具有分形特征。运用分形表征曲线,建立微观阀间隙二维横截面模型,使用FLUENT流体软件对具有粗糙表面阀腔间隙的流场进行数值模拟,并且与理想光滑表面的模拟结果进行对比分析。研究结果表明,粗糙的阀间隙所形成的压力降明显大于理想光滑表面所形成的压力降。对阀芯进行改进,增加环形槽。模拟结果表明,带有环形槽的阀芯既能满足粗糙度要求,又能起到比较好的密封保压作用。