强、台风是人类面临的主要自然灾害之一，它给人类带来了巨大的财产损失与人员伤亡。中国的建筑物大多为低矮房屋，强、台风影响下这类房屋风损、风毁事故时有发生。风灾统计调查表明，这类建筑物的毁坏通常源于屋顶的破坏，常发生于屋面迎风边缘、屋面角部或屋脊周围。处于强风中的屋面承受着巨大的风压，当其超过建筑屋顶承载能力时，屋顶会被掀翻，进而诱发山墙的损坏甚至整个房屋的倒塌。因此，我们有必要采取有效的流动控制方法来降低建筑屋顶的风压。
　　为了提高低矮房屋屋顶的抗风性能，本文将航空航天与流体机械等领域中的等离子体流动控制方法引入到结构风工程之中。结构风工程以往采用的流动控制方法都存在些许问题，比如控制系统本身很复杂，控制效果有限或者需要改变建筑结构外形等缺点。等离子体流动控制方法却不存在这些缺点，反而因其无运动部件，尺寸小，重量轻和响应时间快等优势而在其他领域受到广泛的关注。目前，该技术在建筑抗风领域的应用研究还基本处于空白。
　　本文的等离子体流动控制方法是基于表面介质阻挡放电(SurfaceDielectricBarrierDischarge，简称SDBD)等离子体激励器的流动控制技术。该技术是在低矮建筑屋顶的上下表面安装等离子体激励器的电极，在等离子体激励引起的体积力的作用下近屋面流体会产生定向移动，诱导出壁面射流，进而控制流场及风压。本文通过风洞试验与数值模拟方法系统研究了不同布置形式的等离子体激励器对低矮建筑屋面风压的控制作用，获得如下研究成果：
　　(1)提出了等离子体激励器的实现手段，掌握了等离子体激励器的最佳制作材料与制造工艺，进而建立了低矮建筑等离子体流动控制的风洞测压试验方法。风洞测压试验表明，不同布置形式的多级SDBD等离子体激励器能够显著降低屋面中轴线上不同区域的平均、极大值和极小值风压系数绝对值，其中壁面射流方向由屋面后缘指向屋面前缘的激励器具有最佳控制效果。
　　(2)提出了低矮建筑绕流场在等离子体流动控制下的大涡模拟方法，获得了施加激励后屋面中轴线的平均和极小值风压系数变化率，并且与实验结果进行了对比分析，验证了模拟方法的合理性，进而对屋面周围流场在施加激励前后的变化规律进行了研究，揭示了等离子体激励器对屋面流场结构和流动状态的影响特征和规律。
　　(3)研究了等离子体激励器对低矮建筑屋面风压和流场的影响规律，具体地分析了低矮建筑竖向平均风压、竖向脉动风压的分布状态，风压的脉动功率谱，以及低矮建筑周围风的速度场、涡量场等物理量在施加激励前后的变化，进而揭示了等离子体激励对屋面风压的控制机理。
　　(4)基于低矮建筑绕流场在等离子体流动控制下的大涡模拟方法，分析了屋面平均风压系数、脉动风压系数随主要影响因素(即等离子体激励器的布置形式、激励频率和激励电压以及来流风向角)改变时的变化规律与特征，并且拟合出了在各影响因素作用下屋面平均、脉动风压系数变化的经验公式，从而为等离子体流动控制方法在低矮建筑物上的应用建立了基础。