起重机主梁由于“细长化”的特点,主梁的柔性增强,愈发对风载荷敏感,逐渐成为风敏感结构。尤其在沿海作业过程中,起重机可能会遭遇台风等恶劣风场环境,主梁风力增强,风载荷不容忽视。因此,起重机主梁风载荷的研究有助于了解其风载荷作用机理,提高整机的抗风性能。限于风洞实验难以做到系列化的风场绕流模拟,因此计算机数值模拟成为首选,如何保证数值模拟合理性是主梁风载荷研究的关键,具有重大研究意义及工程应用价值。首先,利用计算流体力学软件Fluent,通过方柱绕流对湍流模型的适用性及计算区域网格离散方式的合理性进行验证,将阻力系数及尾涡形态同相关文献进行对比发现Realizable k-ε湍流模型的模拟效果最好。为了验证Realizable k-ε湍流模型对于起重机主梁风载荷模拟的准确性,对起重机矩形主梁的绕流进行模拟得到其风力系数及挡风折减系数,并同相关文献对比。结果表明:矩形主梁的风力系数与挡风折减系数同文献基本吻合,因此采用Realizable k-ε湍流模型对起重机主梁进行风载荷研究的方法是可行的。其次,对不同高宽比的单根梯形主梁与不同高宽比及间隔比的串列梯形主梁进行风场绕流数值模拟研究,结果表明:主梁高宽比对于流场特性影响很大,单根梯形主梁的阻力系数、风力系数及尾涡尺度随主梁高宽比增大而增大,且风力系数同矩形主梁的存在较大差异;串列梯形主梁的挡风折减系数在低间隔比时为负值,而规范中为正值,说明规范对主梁风力折减存在低估。高间隔比时仍存在风力折减,而规范将风力折减忽略,说明规范对主梁风力折减同样存在低估。随着间隔比增大,存在临界间隔比Scr*将流场划分为抑制区、再附区与撞击区。在抑制区,前梁尾涡被抑制,后梁存在尾涡;在再附区,前梁的尾流再附到后梁的迎风面,尾流区均存在尾涡;在撞击区,前梁尾涡直接撞击在后梁的迎风面。最后,结合中山基地2000t-62m门机研究了风载荷加载方式对于门机强度的影响,结果表明:满载工况,采用“规范加载”与“CFD加载”下的门机强度均满足使用要求,但“CFD加载”下的应力比“规范加载”要大9.46%,说明规范对风载荷存在低估的情况,主要由于“规范加载”时未考虑风的粘性力与非对称主梁引起的升力;空载工况,门机应力在“CFD加载”下较“规范加载”要大8.62%,原因同满载工况;暴风工况,风载荷主要影响门机在大车运行方向上的位移,“CFD加载”比“规范加载”大18.42%。综上,起重机主梁的风力系数、挡风折减系数及流场特性受主梁外形、高宽比及间隔比的影响很大,因此对其风载荷进行研究是必要的。