火力发电是现在电力发展的主力军，在电力发展需求强劲的背景下，火力发电厂发展迅速。随着火力发电厂规模的扩大和单机容量的提高，火电厂典型特种结构（烟囱、煤场）向高耸、巨型、群体等方向发展。上海漕泾发电厂2×1000MW工程项目是目前火力发电厂建设工程的典型代表。该电厂异型烟囱，高度210m，外形新颖，国内首创；该电厂煤场，由三座呈等边三角形分布的外形相同的圆形煤仓组成，煤仓跨度122m，其规模国内少有。 目前预测建筑风荷载及风场规律的主要方法有风洞试验和数值模拟。数值模拟方法是随着计算机技术的发展而发展起来的一种新的方法，是利用计算流体动力学（CFD）的理论成果，在计算机上进行建筑物风场的数值模拟，因此，也称为数值风洞。与风洞试验相比，数值风洞可以对足尺结构和建筑实际周边环境进行数值模拟，可以根据研究需要方便地改变流场和结构的相关参数，对研究对象进行全方位多层次的分析研究。在研究中，数值风洞可以给出非常完整的资料，且成本低，速度快，具有模拟真实和理想条件的能力。 本文在课题组前期研究成果的基础上，把数值风洞试验应用于国家重大工程项目风工程研究，通过对上海漕泾发电厂典型特种结构（烟囱、煤场）风荷载进行模拟和分析，为火力发电厂典型特种结构的结构分析提供合理的风荷载参数，对数值风洞广泛应用于实际工程起到促进作用。 首先，组建数值风洞的控制方程和搭建数值风洞的计算平台。给出了计算流体动力学的基本控制方程，包括连续方程、动量方程、能量方程，引入了湍流的统计平均方法中的雷诺平均方法，推导了描述风湍流时均流动的基本方程，包括时均连续方程和雷诺方程。为了解决风湍流时均流动基本方程的不封闭性，讨论了计算风工程领域一些常用的湍流模型，通过这些湍流模型，可以组成完整的数值风洞的控制方程。介绍了并行计算的基本原理，以及并行计算机的分类。在Windows XP操作系统下搭建了PC机群并行计算平台、配置了数值风洞的软件环境。 然后，采用数值风洞技术研究高耸异型烟囱横风向气动参数及其动力响应。参照设计部门提供的设计图纸建立异型烟囱数值模型，进行烟囱横风向气动参数的数值风洞试验，获得了烟囱各典型剖面的气动参数。同时，模拟了方柱绕流、圆柱绕流等经典问题，并在涡量场、侧力系数、斯脱罗哈数等方面与国内外最新风洞试验和仿真结果进行了全方位、多层次的对比，对比结果验证了本次数值风洞试验结果的正确性。研究了横风向风荷载对高耸异型烟囱的作用模式，并利用已获得的烟囱横风向气动参数，结合异型烟囱有限元模型进行横风向风荷载作用下的动力响应分析。 最后，采用数值风洞技术研究大跨圆形煤仓风压及风致干扰效应。参照设计部门提供的设计图纸建立圆形煤场数值模型，进行单塔和群塔情况下煤仓数值风洞试验。对于单塔情况，分析讨论了筒仓高跨比、穹顶高跨比及帽顶对煤仓球形穹顶风压分布的影响；对于群塔情况，分析了在不同风向角和不同塔间距情况下三圆形煤仓的风致干扰效应。为验证圆形煤场数值风洞试验结果的正确性，本文模拟了半球结构绕流和柱球结构绕流等经典问题，并在速度场、压力场、压力系数、阻力系数等方面与国内外最新风洞试验和仿真结果进行了全面的对比，对比结果表明圆形煤仓数值风洞结果是十分正确的。