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以上海世博轴膜屋面为工程背景，进行了复杂曲面膜结构节段的气弹模型风洞实验研究和考虑流固耦合作用的数值模拟分析。考虑不同膜面预应力、风向角、风速以及流场情况，采集得到了膜结构的位移和加速度响应，进一步了解复杂曲面膜结构的风振响应特性，数值模拟分析与风洞实验结果一致。获得了复杂曲面膜结构的风振响应特性，统计得到了膜结构的位移效应风振系数。通过分析可知，膜结构本身的形状特征、初始预应力强弱、流场条件和场地类别都会对膜结构的风振产生影响。