隨著經濟和社會的持續發展，我國興建了越來越多的超高層建筑，這些建筑結構柔度高、阻尼小，屬于典型的風敏感結構，因而在非平穩強風下的超高層建筑風致振動問題亟需研究。.本項目主要采用大渦模擬方法，并結合現場實測和風洞試驗，開展非平穩強風作用下的超高層建筑風致振動機理研究。以多站點的長期現場實測風速數據為基礎，建立風速非平穩模型和提出合理的風場非平穩性量化方法；發展成套的大渦模擬方法，包括非平穩風場入口生成方法以及一體化流固耦合方法；基于超高層建筑風效應和風致振動監測平臺，開展非平穩強風下超高層建筑風振響應的大渦模擬全尺寸驗證研究，明確誤差來源，改進數值模擬技術，提高模擬方法的準確性；運用驗證后的大渦模擬方法，揭示非平穩強風對超高層建筑的風致振動作用機理，建立流場非平穩性和高層建筑風振響應之間的量化關系。.研究成果對超高層建筑在極端風氣候下的抗風設計具有重要的理論意義和工程價值。

本項目主要基于大渦模擬方法，并結合現場實測和風洞試驗，開展非平穩強風作用下的超高層建筑風致振動機理研究。建立了成套的大渦模擬方法，包括適用于大渦模擬的非平穩風場入口生成方法以及高效的一體化流固耦合算法；以超高層建筑風效應和風致振動監測平臺為依據，開展非平穩強風下超高層建筑風振響應的大渦模擬全尺寸驗證研究，改進數值模擬技術，明確誤差來源和不確定度，提高模擬結果的準確性；基于驗證后的大渦模擬方法，揭示非平穩強風對超高層建筑的風致振動作用機理。研究成果對超高層建筑在非平穩強風下的抗風設計具有重要的理論意義和工程價值。 2100433B

本項目以上海金茂大廈超高層建筑為研究對象，進行臺風和非臺風環境下超高層建筑非高斯風壓的數值模擬計算研究，發展一套先進的超高層建筑非高斯風壓的模擬技術及相應的成套軟件，建立臺風和非臺風環境下上海金茂大廈的風壓數據庫，從而指導我國正在建造的上海環球金融中心和以后的超高層建筑玻璃幕墻的抗臺風設計。在時域內，對臺風和非臺風環境下上海金茂大廈超高層建筑風致振動控制的行為進行不考慮和考慮結構剛度不確定性兩個層 2100433B

對于海洋工程上普遍采用的圓柱形斷面結構物，這種交替發放的瀉渦又會在柱體上生成順流向及橫流向周期性變化的脈動壓力。如果此時柱體是彈性支撐的，或者柔性管體允許發生彈性變形，那么脈動流體力將引發柱體(管體)的周期性振動，這種規律性的柱狀體振動反過來又會改變其尾流的瀉渦發放形態。這種流體一結構物相互作用的問題被稱作“渦激振動”（Vortex-Induced Vibration ：VIV）。

在處理渦激振動問題時，把流體和固體彈性系統作為一個統一的動力系統加以考慮，并找到兩者的耦合條件，是解決這個問題的重要關鍵。在渦激振動過程中，流體的動壓力是一種作用于彈性系統的外加載荷，動壓力的大小取決于彈性系統振動的位移、速度和加速度;另一方面，流體動壓力的作用又會改變彈性系統振動的位移、速度和加速度。這種互相作用的物理性質表現為流體對于彈性系統在慣性、阻尼和彈性諸方面的耦合現象。

由慣性耦合產生附連質量，在有流速場存在的條件下，由阻尼耦合產生附連阻尼，由彈性耦合產生附連剛度。流體的附連質量、阻尼和剛度取決于流場的流動特征參量（諸如流速、水深、流量等）、邊界條件以及彈性系統的特性，其關系式相當復雜。用實驗或理論方法求出這些附連的量，是水彈性問題研究中的重要課題。

實驗證明，漩渦的發放頻率f可用無量綱參數斯特勞哈爾數St（Strouhal Number）來表示，表達式為：

f=St*V/D

St是構件剖面形狀與雷諾數Re的函數，其定義式為St=D/（V*T）。

其中：V為垂直于構件軸線的速度（m/s）；

D為圓柱直徑或柱體的其他特征長度（m）；

T為相關的特征時間（s）。