隨著時代的發(fā)展以及使用需求的多元化，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的形狀和布置形式越發(fā)復(fù)雜，其周圍流場也越發(fā)變化多端。在流體力學(xué)發(fā)展的早期，理論工作者在研究流體流動規(guī)律的基礎(chǔ)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(xué)的發(fā)展，奠定了今天計算流體力學(xué)的基礎(chǔ)，很多方法仍是目前解決實(shí)際問題時常采用的方法。然而，僅采用這些方法研究較復(fù)雜的非線性流動現(xiàn)象是不夠的，計算流體力學(xué)就是為了彌補(bǔ)這一不足發(fā)展起來的一門學(xué)科，它以計算機(jī)為工具，應(yīng)用各種離散化的數(shù)學(xué)方法(有限差分法、有限元法、有限體積法)對流體力學(xué)的各類方程進(jìn)行離散，給出流體運(yùn)動區(qū)域內(nèi)的離散解，而不是解析解。隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和計算流體技術(shù)的飛速發(fā)展，應(yīng)用數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)對結(jié)構(gòu)周圍的風(fēng)場進(jìn)行模擬已成為可能。數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)是利用計算流體動力學(xué)（CFD）方法在計算機(jī)上模擬結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場的變化并求解結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載的一種方法。數(shù)值風(fēng)洞方法*早起源于航空工程領(lǐng)域?qū)�機(jī)翼繞流特性的研究，自20世紀(jì)80年代起逐漸進(jìn)入風(fēng)工程領(lǐng)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(jìn)行繞流數(shù)值分析，取得了與實(shí)驗(yàn)較一致的結(jié)果。于是有很多學(xué)者預(yù)言，數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)將在結(jié)構(gòu)風(fēng)工程的研究中發(fā)揮重要的作用，甚至可能取代風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。本書對重要的工程項(xiàng)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(fēng)荷載，用實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù)對數(shù)值模擬的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。本書的第1章至第3章分別介紹了計算流體動力學(xué)（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(shè)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(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值分析，并通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值分析的正確性；第7章對冷卻塔的風(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值分析，并通過現(xiàn)場實(shí)測驗(yàn)證了數(shù)值分析的正確性，又在此基礎(chǔ)上研究了冷卻塔在荷載作用下的動力響應(yīng)；第8章對自立式鋼煙囪的風(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值分析，并通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了數(shù)值模擬的正確性，又在此基礎(chǔ)上計算了自立式鋼煙囪的體型系數(shù)，進(jìn)行了煙囪整體的力學(xué)分析；第9章對長扁圓形煙囪的風(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值分析，并通過氣彈實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值分析的正確性，又在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了長扁圓形煙囪整體的力學(xué)分析，還進(jìn)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(xué)袁子厚撰寫，計17萬字；第7章由華中科技大學(xué)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(shè)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(xué)學(xué)術(shù)著作出版基金，以及武漢紡織大學(xué)研究生精品課程有限元分析方法、東南大學(xué)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)*重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(xué)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(xué)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。