随着我国经济的发展、科技的进步及城市人口的增长，高层建筑在最近二十年里得到了 前所未有的发展。由于高层建筑对风特别敏感，且相邻建筑之间相互干扰，引起了抗风设计 中的安全问题及建筑物居住者由于建筑物振动产生的不舒适性问题。因此准确模拟高层建筑 上的风荷载及相邻高层之间的干扰作用，有重要的理论和实用价值。近二十年来，伴随着计 算机软硬件技术的迅速提升，基于计算流体动力学(CFD)的风工程数值模拟技术(CWE) 已成为建筑结构抗风研究的主要手段之一，并以其显著的优势和展现出的良好前景在结构风 工程领域的研究中引起了越来越多的重视。 本文运用风工程的数值模拟技术，选用较通用的建筑模型，对高层建筑上的风荷载以及 两幢高层之间的相互干扰作用进行了研究，并考察了数值模拟钝体流场中各种参数对计算结 果的影响。最后本文探讨了用大涡模拟(LES)方法模拟高层建筑周围的流场与压力场的技 术。 本文主要进行了以下几个方面的工作： 1、给定适当的大气边界层来流边界条件使得在数值风洞内部得到适当的平均风剖面及 湍动能剖面，是数值模拟中一个重要但经常被忽略的问题。本文从采用不同的入口边界条件 的形式、改变数值模拟中各个参数、地面加粗糙高度等三个方面入手，在数值风洞内部模拟 得到适当的平均风剖面及湍动能剖面，并通过算例的验证，可以提高计算结果的精度。 2、在LES模拟中，来流脉动风速时程数据的产生是十分重要的问题。本文采用Monte Carlo方法按照Darvenport风速谱人工模拟脉动风时程数据，用User Fortran编程实现与CFX 接口，把脉动风时程数据作为CFX入口边界条件，采用LES模型对空风洞进行非定常模拟， 考察来流脉动风速谱及湍流强度，并将脉动风速谱与Darvenport谱比较，得到比较满意的 结果。此部分研究也是后面非定常模拟的基础，是模拟结果准确性的保证。 3、在模拟大气边界层风特性的基础上，本文进行了高层建筑标准模型CAARC模型在 D类地貌(城市地貌)下的定常模拟，并按照国际惯例把20个标准测点的平均风压系数与 国内外风洞试验值比较，以风洞试验值为基准，考察了湍流模型、对流项差分格式、网格三 种主要因素对数值模拟结果的影响。本部分许多结论对数值模拟在实际工程中的应用有着一 定的借鉴作用。 4、本文对高宽比为6：1的两个相同的矩形截面缩尺模型进行了静力干扰研究，在4种 不同的横向间距下考察了施扰建筑在不同的位置，受扰建筑顺风向基底弯矩干扰因子的分 布，与风洞试验比较，并以风洞试验结果为基准考察了湍流模型和对流项差分格式对干扰效 应的影响，最后采用流场显示技术，从上游建筑尾流的影响及流场的改变来分析干扰的机理， 对干扰因子呈峰谷分布这一现象给出了合理的解释，显示了数值模拟方法在这一问题上的优 越性。 5、目前，由于各种条件的限制，大涡模拟仍然仅限于研究阶段，离实际应用还有许多 工作要做。本文对方柱分别进行了水平方向及竖直方向的二维大涡模拟，分别考察了方柱周 围的速度场及压力场，并把结果与已有的文献资料比较。同时，考察了流域尺寸、网格、及 时间步长对大涡模拟结果的影响，为深入研究大涡模拟做一些基础工作。 关键词：高层建筑；计算风工程；雷诺平均模型；大涡模拟；边界条件；大气边界层；CAARC建筑模型；干扰效应