合成射流技术作为一种新的流场主动控制技术,在航空航天领域有着诱人的应用前景,因此在研究领域引起广泛关注。它通过各种驱动方式引起驱动器腔体内体积周期性变化,在出口外部形成周期性的流体喷射。而压电式合成射流驱动器则是用压电片附着在振动膜片上产生这种周期性激励。这种驱动器具有结构简单、体积小、驱动电信号易于产生等优点,因此成为合成射流技术的重点研究方向。本文将普通的平板式压电合成射流驱动器振动膜振动形式改进成能够像活塞一样垂直上下运动的方式,设计出一种全新的压电-活塞式合成射流驱动器。首先基于RSM模型,将传统的单隔膜平板型驱动器与新设计的压电-活塞式驱动器进行模型仿真比较,从CFD仿真的角度证实了新驱动器结构设计的合理性；对于可能影响新型驱动器射流强度的各参数做了对比分析；通过分析驱动器工作时腔体内部气流的流动方式,比较合成射流驱动器在不同频率区域内的工作特性,并发现了：驱动器在高频情况下,一周期内峰值速度出现的时刻存在相位延时这一现象。通过对几个典型的频率点、驱动器出口附近一周期内流体矢量图的比较分析,得出合成射流驱动器频响曲线上的各峰值点出现的原因。根据提出的新型压电式合成射流驱动器的设计方法,制作了不同尺寸参数的驱动器试件,并搭建了热线测速平台,从物理实验上验证了新型的压电-活塞式合成射流驱动器相比较于传统的单隔膜平板型驱动器的确能够极大地提高合成射流的出流速度。确定了在驱动器的频响曲线上通常会出现低频、高频两个速度峰值点；低频速度峰值点的出现主要由于振动膜本身的特性；而高频速度峰值点的漂移更多地受到驱动器尺寸的影响。此外,本文介绍了电声类比的概念、电声参数类比的方法以及声学系统等效电路如何建立。并将这种类比方法应用到压电式合成射流驱动器的建模中去,通过建立单隔膜平板型驱动器、双振动膜驱动器、压电-活塞式驱动器的等效电路,求解得到各个驱动器在多个激励参数下的等效射流速度的显式表达式。并对双振动膜驱动器的电声类比模型进行了物理实验验证。对于采集到的热线信号,应用Hilbert-Huang变换进行信号处理,将HHT变换应用到射流信号产生局部极大值的三个频率点,通过EMD分解得到各阶IMF信号。将各点的时域信号分别处理得到各自的FFT频谱、边际谱与HHT谱。发现了在高频极大值处射流的时域信号HHT变换呈DNA双螺旋结构,对于合成射流现象的信号处理提供了一个新的研究角度。本论文得到了国家自然科学基金(项目编号：904050008)的资助。