隨著時代的發(fā)展以及使用需求的多元化，現(xiàn)代結構的形狀和布置形式越發(fā)復雜，其周圍流場也越發(fā)變化多端。在流體力學發(fā)展的早期，理論工作者在研究流體流動規(guī)律的基礎上建立了各類型主控方程，提出了各種簡化流動模型，給出了一系列解析解和計算方法。這些研究成果推動了流體力學的發(fā)展，奠定了今天計算流體力學的基礎，很多方法仍是目前解決實際問題時常采用的方法。然而，僅采用這些方法研究較復雜的非線性流動現(xiàn)象是不夠的，計算流體力學就是為了彌補這一不足發(fā)展起來的一門學科，它以計算機為工具，應用各種離散化的數(shù)學方法(有限差分法、有限元法、有限體積法)對流體力學的各類方程進行離散，給出流體運動區(qū)域內(nèi)的離散解，而不是解析解。隨著現(xiàn)代計算機技術和計算流體技術的飛速發(fā)展，應用數(shù)值風洞技術對結構周圍的風場進行模擬已成為可能。數(shù)值風洞技術是利用計算流體動力學（CFD）方法在計算機上模擬結構周圍風場的變化并求解結構表面風荷載的一種方法。數(shù)值風洞方法*早起源于航空工程領域?qū)�機翼繞流特性的研究，自20世紀80年代起逐漸進入風工程領域，*初主要用于對均勻流場中圓柱繞流的模擬。到80年代后期，為了研究紊流場中的鈍體繞流問題，發(fā)展建立了多種湍流模型，如基于雷諾平均方程的RANS模型和基于空間過濾的LES模型等；利用這些湍流模型對二維和三維矩形斷面鈍體進行繞流數(shù)值分析，取得了與實驗較一致的結果。于是有很多學者預言，數(shù)值風洞技術將在結構風工程的研究中發(fā)揮重要的作用，甚至可能取代風洞實驗。本書對重要的工程項目（住宅小區(qū)、大跨度網(wǎng)殼、冷卻塔、自立式鋼煙囪、長扁圓形煙囪）的風荷載，用實驗或現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)對數(shù)值模擬的正確性進行了驗證。本書的第1章至第3章分別介紹了計算流體動力學（CFD）的基本原理、計算步驟、網(wǎng)格劃分方法及后處理；第4章優(yōu)化了貨車外形設計，用數(shù)值分析方法比較了優(yōu)化前后方案；第5章分析了住宅小區(qū)的流場，為建筑節(jié)能提供依據(jù)；第6章對大跨度網(wǎng)殼的風荷載進行了數(shù)值分析，并通過風洞實驗驗證了數(shù)值分析的正確性；第7章對冷卻塔的風荷載進行了數(shù)值分析，并通過現(xiàn)場實測驗證了數(shù)值分析的正確性，又在此基礎上研究了冷卻塔在荷載作用下的動力響應；第8章對自立式鋼煙囪的風荷載進行了數(shù)值分析，并通過風洞實驗數(shù)據(jù)驗證了數(shù)值模擬的正確性，又在此基礎上計算了自立式鋼煙囪的體型系數(shù)，進行了煙囪整體的力學分析；第9章對長扁圓形煙囪的風荷載進行了數(shù)值分析，并通過氣彈實驗驗證了數(shù)值分析的正確性，又在此基礎上進行了長扁圓形煙囪整體的力學分析，還進行了優(yōu)化分析。本書由袁子厚、袁藝宸、孫威共同完成，其中：第4章至第6章、第9章由武漢紡織大學袁子厚撰寫，計17萬字；第7章由華中科技大學袁藝宸撰寫，計14萬字；第1章至第3章、第8章由中南建筑設計院孫威撰寫，計12.5萬字。本書在撰寫過程中得到了武漢紡織大學學術著作出版基金，以及武漢紡織大學研究生精品課程有限元分析方法、東南大學混凝土及預應力混凝土結構*重點實驗室開放課題（課題編號：CPCSME2019-08）資助，本書的出版還得到了華中科技大學出版社的大力支持，在此一并表示*衷心的感謝！限于作者水平有限，加之計算流體動力學的快速發(fā)展，書中錯誤與不足在所難免，敬請廣大讀者和同行批評指正。