第一章绪论
用解析方法进行流固稱合研究时都釆用势流理论对流场做了无旋简化。这种做法能适用于航空、海浪、地下水等领域，但对于结构风工程领域涉及的近地瑞流风场，特别是对于工程结构的特征绕流场中存在的流动现象图，以及考虑流固稱合效应后结构绕流场中更为复杂的流动，势流理论均无法给出合理预测。试验方法对流固稱合现象进行了积极的探索，在大跨度薄膜结构的风振机理方面获得了一些定性的认识，对工程设计有一定指导作用，但因设备模拟能力限制，风洞试验仍存在很大的局限性，如：模型制作复杂、相似比不可能全部满足、模型和设备的支承部件对流动的额外扰动无法消除等，对大气边界层近地风场的准确模拟也仍然是试验研究的热点问题。与解析方法和试验方法相比，用数值模拟方法研究流固稱合效应具有独特优势，其费用低、时间周期短，能高效地解决复杂流动问题；理论上可以直观地呈现工程结构周围流场的所有细微流动结构；在计算参数一致的情况下，流场数值模拟结果具有很好的重复性。因此，数值模拟成为流固锅合问题的主要研究手段。
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第二章大满模拟亚格子模型的对比测试
2.1近地瑞流风场大满模拟控制方程
瑞动粘性项中的亚格子应力张量代表瑞流的亚格子尺度量对可解尺度场的影响，必须对它建立模型才能使方程组封闭可解。在大祸模拟的实际应用中，随着计算机资源的高速增长，虽已可以完成极高计算分辨率的计算；但是对大型工程问题而言，从计算成本考虑采用相对低分辨率的大祸模拟更为实用。而在低分辨率LES中亚格子祸所占比例较大，保证亚格子模型对亚格子应力的估算精度是LES成功的关键，因此开展亚格子模型性能研究在大祸模拟的工程应用中十分重要，也是本章重点研究的内容。
2.2亚格子模型的建立
如前所述，亚格子模型是为亚格子应力张量的近似求解而建立的数学模型。国内外众多学者在建立亚格子模型方面开展了卓有成效的研究，提出了多种模型。亚格子模型主要可分为祸粘模式、结构模式、混合模式等，在钝体结构绕流风场的大祸模拟中，润粘模式的使用最为广泛；结构模式常与祸粘模式相结合，组成混合模式使用。下面将介绍这几类亚格子模式的构造方式，给出其中一些经典模型的详细数学描述，并做出简要评述。静态祸粘模型共同的特征是模型需要用一个经验常数来封闭。这个经验常数在建模时由人工给定，无法在求解过程中根据待求解瑞流场的流动结构特征和计算网格的变化来进行调整。静态祸粘模型对亚格子耗散的估计过大，而模型经验常数的全场一致使得在流场近壁区对亚格子耗散估计过大的问题更为严重，出现祸粘系数的壁面渐近律与物理实际严重不符的现象。由于存在上述缺陷，静态祸粘模型一般用于模拟完全发展的均勾各向同性瑞流，若用于非均匀流动（如壁瑞流）的数值模拟，可能会在数值解中引入较为严重的误差。
第三章动态网格下大涡模拟算法的设计..........35
3.1ALE动态网格..............35
3.2ALE-LES方程的推导.............37
3.3ALE-LES方程的求解...........39
第四章贴体坐标系中大涡模拟算法的实现..............55
4.1分块贴体结构网格的生成........................55
4.2贴体坐标系中的ALE-LES方程..........61
第五章动网格更新算法的对比与三维扩展........67
5.1动网格更新算法的数学描述..................67
5.2动网格更新算法的对比分析............71
第六章大満模拟数值算法的应用
6.1数值算法验证
计算程序中包含的数值算法必须稳定可靠，计算得到的数值结果才有意义。因此在实际应用前，还需要采用数值算例对本文所开发计算程序中算法的稳定性、计算精度以及正确性进行验证。从图6.6中可以看出，本文数值模拟的计算结果与参考文献中的结果相比较，建筑物附近流场的瞬时风压分布趋势基本一致；两者在具体数值上存在一定的差异，这可能是由于以下原因导致的：参考文献中未给出入口边界条件的瑞流度参数和流场物理性质参数，造成本文数值计算时施加的入口条件和流动雷诺数与文献中不同；而雷诺数和来流瑞流度是影响钝体结构绕流场风压分布的重要因素朱伟亮，二者进行大祸模拟计算时采用的亚格子模型可能不同，这会给计算结果造成一定的影响；建模时划分的计算网格密度不同也会使计算结果出现一定的偏差。从总体上说，本文算法的计算结果是可信的，本文程序可以用来模拟二维振动屋盖结构的绕流特性。
6.2数值算法的二维应用
从图6.7给出的流动模拟结果中可知振动屋盖结构大气绕流的流动结构如下：在屋盖结构的迎风前缘附近不断有小旋祸生成，小旋祸在屋盖结构上方顺流向后缘移动，屋盖的振动阻碍了旋祸的流动发展，使其向屋盖后缘移动的速度下降，这使得先生成的旋祸被后生成的小旋祸逐渐赶上，在后移的同时合并成较大的旋祸，在建筑物后缘处脱落，并随主流继续向下游移动。这一过程将不断重复。与刚性模型的绕流流动结构相比，振动屋盖的上抬导致前缘处的小旋祸脱落更早，也使得屋盖上方旋祸结构更为复杂，旋祸高度增大。
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第七章结论与展望
本文工作及获得的结论如下：一、在欧拉描述笛卡尔网格下推导了近地瑞流风场的无量纲大祸模拟控制方程方程，给出了基于投影法的方程解稱求解程序流程并编制了方程求解程序。以单向大跨度平屋盖结构绕流风场为例，对标准模型、阻尼函数修正的标准S模型、动力S模型以及动力混合模型的近壁模拟准确性和计算效率进行了考核，通过对亚格子应力相关系数、绕流场流动参数和计算耗费时间等信息进行对比分析，得到以下结论：
(1)阻尼函数和动力修正这两种近壁修正方法均对近壁流动结构以及亚格子祸粘系数计算的准确性有一定的改善作用。
(2)尺度相似假定虽然能增加计算稳定性，但对计算结果的改进作用不明显。
(3)与阻尼函数修正相比，动力修正引入的额外计算量及计算时间成倍增加。
(4)所选四种模型均可用于纯体结构绕流风场的大祸模拟，论文选用阻尼函数修正的标准S模型进行后续计算。
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参考文献（略）