數值風洞模擬

計算風工程的核心內容是計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics，或CFD）,計算流體動力學在風工程中的應用已得到迅速發展。

計算風工程又稱數值風洞方法，它與直接的風洞實驗相比較，有它的優越性：

（1）具有模擬真實風環境的能力，這樣可以按實際的風環境進行仿真和模擬；

（2）可以構建原型尺度的計算模型，避免了風洞試驗只能進行縮尺實驗的不足。

氣流在大氣邊界層中的流動屬湍流，同時風工程研究的重點是鈍體空氣動力學，雖然計算風工程領域經過許多學者的努力，已經取得了許多成就，但至今其研究還是屬於比較困難的領域，表現在建築物或結構物總是在地表邊界層內流場中存在,成為風流動中具有“純體”的障礙物。純體周圍的流場很複雜，它由撞擊（impingement）、分離（separation）、迴流（reattachment）、環繞（circulation）和渦（vortices）等確定，見圖1。因此計算風工程包含了當今世界上被認為是困難的所有流體動力學內容。

立方體模型周圍的流場

儘管如此，計算風工程在城市和土木工程領域中的發展是很快的，由基礎的研究開始逐步進入應用階段，具體地表現在繞純體流動的速度和壓力場的分析、繞建築物近地面步行風問題的分析、城市和區域氣候分析、市區户外氣候分析、繞建築物或城區大氣擴散分析，以及流體與結構氣彈性耦合的基礎研究等。

目前，隨着湍流物理模型的發展，加之計算技術和軟、硬件的飛速進步，在結構風工程領域中，對剛體建築物壁面的平均風壓及其周圍風流場進行數值模擬已成為現實，國內凱德數值已完成了許多高層建築（或高層建築羣）、大跨屋蓋結構等平均風荷載的預測、建築羣風環境的模擬（如世博會園區風環境數值模擬），受到了工程界和結構設計人員的歡迎。