本书是国家自然科学基金重大研究计划“重大工程的动力灾变”集成项目“重大建筑与桥梁强/台风灾变的集成研究”的研究工作总结。全书共十章，内容主要包括强/台风风场时空特性数据库和模拟模型、台风气候结构抗风设计风速数值模拟、非平稳和非定常气动力模型与识别、三维气动力CFD数值识别与高雷诺数效应、结构风效应全过程精细化数值模拟、结构风致振动多尺度模拟与实测验证、结构风致灾变机理与控制措施等。
本书可供结构工程、桥梁工程和风工程的科研、设计和施工人员使用，也可作为高等院校相关专业高年级本科生和研究生教学参考资料。
审图号：GS(2018)4863号

前言
第1章 概述
1.1 重大建筑与桥梁
1.1.1 超大跨桥梁需求
1.1.2 超高层建筑需求
1.1.3 超大空间结构需求
1.2 强/台风灾变研究
1.2.1 强/台风致灾模型
1.2.2 登陆台风非平稳和非定常特性
1.2.3 重大建筑与桥梁灾变机理和控制
1.2.4 重大建筑与桥梁风效应全过程精细化模拟
1.2.5 重大建筑与桥梁风振多尺度模拟与验证
1.3 研究现状与展望
1.3.1 强/台风边界层风场时空特性、效应模拟与预测模型
1.3.2 登陆台风非平稳、非定常结构气动力特性与数学模型
1.3.3 重大建筑与桥梁风致灾变机理、控制措施与原理
1.3.4 重大建筑与桥梁风效应全过程精细化数值模拟与可视化
1.3.5 重大建筑与桥梁风致振动多尺度物理模拟与验证
1.4 科学意义与作用
参考文献
第2章 集成研究
2.1 关键科学问题
2.2 科学研究内容
2.2.1 强/台风风场时空特性数据库和模拟模型
2.2.2 非平稳、非定常气动力模型与识别
2.2.3 三维气动力CFD数值识别与高雷诺数效应
2.2.4 结构风效应全过程精细化数值模拟
2.2.5 结构风致振动多尺度模拟与实测验证
2.2.6 结构风致灾变机理与控制措施
2.3 科学研究目标
2.3.1 强/台风风场时空特性数据库和模拟模型
2.3.2 结构气动力数学模型与识别
2.3.3 三维气动力CFD数值识别与高雷诺数效应
2.3.4 结构风效应全过程精细化数值模拟
2.3.5 结构风致振动多尺度模拟与实测验证
2.3.6 结构风致灾变机理与控制措施
2.4 课题设置情况
第3章 强/台风风场时空特性数据库和模拟模型
3.1 强/台风风场三维时空特性分析
3.1.1 《台风涡旋测风数据判别规范》
3.1.2 台风风况三维时空特性分析
3.2 强/台风风场时空特性数据库
3.2.1 登陆台风实地实测数据库
3.2.2 台风数据库查询系统
3.3 强/台风风场时空效应数值模拟
3.3.1 台风过程风速的随机数值模拟
3.3.2 台风眼壁强风关键风工程参数的数学拟合
3.3.3 台风脉动风速谱模型
参考文献
第4章 台风气候结构抗风设计风速数值模拟
4.1 随机台风模型与数值模拟分析
4.1.1 台风风场解析模型
4.1.2 台风风场关键参数取值
4.1.3 台风数值模型的实测验证
4.2 中国沿海受台风影响地区风速分布
4.2.1 台风影响统计
4.2.2 台风气候模式风速分布特征
4.3 基于工程应用的强/台风风场精细化预测模型
4.3.1 工程台风风场精细化模拟
4.3.2 工程台风风场精细化预测模型的建立
4.3.3 历史台风个例模拟
4.3.4 目标台风路径模拟
4.3.5 目标台风强度模拟
4.3.6 精细风场动力降尺度
4.3.7 基于实测数据的同步订正技术
参考文献
第5章 非平稳和非定常气动力模型与识别
5.1 典型桥梁断面抖振力和涡激力理论模型
5.1.1 非定常抖振力模型及其空间相关性
5.1.2 非线性涡激力模型及其参数识别方法
5.1.3 高紊流和非平稳气动静力作用效应
5.2 超高层建筑风力、气动阻尼和风致响应及等效静力风荷载
5.2.1 建筑表面风压和气动阻尼及等效静力风荷载
5.2.2 建筑模型风洞试验的阻塞效应和雷诺数效应
5.3 大跨度屋盖结构风荷载雷诺数效应及其敏感性
5.3.1 曲面屋盖结构的雷诺数效应
5.3.2 大跨空间结构设计风荷载概率性方法
参考文献
第6章 三维气动力CFD数值识别与高雷诺数效应
6.1 典型桥梁断面三维气动力模型参数的数值识别
6.1.1 二维和三维桥梁气动力CFD数值识别
6.1.2 高雷诺数效应的物理和数值模拟
6.1.3 斜拉桥拉索风雨振多尺度数值模拟
6.2 边界层风场及超高层建筑风效应的数值模拟
6.2.1 超高层建筑风荷载及气弹效应的数值模拟
6.2.2 大涡模拟中的入口湍流风场生成方法
6.2.3 超高层建筑龙卷风效应的数值模拟
6.3 薄膜结构流固耦合振动全过程数值模拟
6.3.1 膜结构流固耦合全过程精细化数值模拟
6.3.2 ETFE气枕式膜结构流固耦合特性
参考文献
第7章 结构风效应全过程精细化数值模拟
7.1 超大跨桥梁风速全过程响应的数值模拟平台
7.1.1 桥梁结构风致振动精细化数值模拟
7.1.2 桥梁结构静风稳定与风致振动耦合数值分析
7.2 考虑非定常风荷载和气弹效应的超高层建筑数值模拟平台
7.2.1 超高层建筑抗风模拟软件
7.2.2 非定常风荷载和气弹效应数值模拟
7.3 大跨度屋盖结构抗风的数值模拟平台
参考文献
第8章 结构风致振动多尺度模拟与实测验证
8.1 超大跨桥梁风致振动多尺度模拟与验证
8.1.1 桥梁结构风致振动多尺度物理模拟与实测验证
8.1.2 基于机器学习算法的大跨度桥梁风致振动实测特征识别
8.2 超高层建筑风致行为多尺度模拟与验证