下击暴流作为一种瞬时极端风现象,在形成过程中会在近地区域形成局部强风,是一种在山区常见的极端气象现象。在山区环境下,由于山体的扰动作用下,下击暴流山地风场的流动特征相比于平地风场出现很大变化,在迎风面山中及山顶位置会出现明显的加速效应,而在背风区域会出现明显的气流分离和尾流区,空气流动特征复杂。而目前对下击暴流山地风场特性的研究尚不充分,现有规范也缺乏这方面的规定,因此,山地条件下的结构抗风设计存在安全隐患,亟需对山地区域的下击暴流流场特性开展深入研究。本文采用风洞试验和数值模拟相结合的方法,基于冲击射流模型开展三维理想山地地形下静止型下击暴流风场特性研究。本文主要内容包括:(1)介绍了下击暴流山地风场的研究现状,主要包括下击暴流平地风场特性研究现状、常规边界层山地风场研究现状以及下击暴流山地风场特性研究现状。并对比了各国规范中对山地加速比的规定,明确了本文的研究目的、主要研究内容及采用的技术路线;(2)介绍了CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法采用的基本控制方程和不同湍流模型,以及基于冲击射流的风洞试验方法,包括测速试验及测压试验两大类,并进行了射流装置出流风速的标定;(3)建立三维冲击射流CFD数值计算模型,研究不同网格划分策略和不同湍流模型选择对竖向平均速度风剖面、径向平均速度风剖面及不同速度分量的湍流度预测结果的影响。通过与试验数据分析对比,发现相同湍流模型下更高的网格分辨率在下击暴流风场竖向平均速度风剖面、径向平均速度风剖面的模拟上有更高的计算精度。此外,IDDES(Improved Delayed Detached Eddy Simulation)湍流模型相比于其他非稳态湍流模型在下击暴流风场竖向平均速度风剖面、径向平均速度风剖面及各方向速度分量湍流度的模拟上有更高的精度,说明IDDES模型在兼顾计算效率的同时可以计算出下击暴流流场的流场特性;(4)分析了冲击射流试验处理结果,主要包括不同试验工况的竖向风剖面及径向风剖面。并根据大涡模拟的计算结果,分析了下击暴流山地风场从形成、发展、冲击到扩散等一系列的瞬态风速特性以及瞬时涡量分布特征。然后根据试验工况设定进行相应的稳态数值模拟,并进行了下击暴流山地风场雷诺数不相关性研究。最后结合试验结果对比验证了数值模拟方法,包括竖向风剖面、径向风剖面以及风压系数分布;(5)采用数值模拟方法研究了下击暴流作用下的二次曲线型山体的高度及坡度参数对山顶及背风面山脚的加速比影响,并在加速比“原始算法”的基础上基于非线性拟合方法推导出考虑坡度及高度影响下的下击暴流作用下山地风场的山地加速比公式,为山地下击暴流作用下的结构抗风设计提供指导。