近年来，国内外发生了很多极端风雪天气下的大跨度屋盖结构破坏事故，研究极端条件下大跨度屋盖结构的风雪流作用及响应同时涉及风雪两相流运动机理、风致雪压计算、风雪流—结构耦合作用、大跨度结构抗倒塌性能等学科前沿问题，针对此，国内外研究目前尚未取得突破性进展。 本项目通过场地实测、试验和数值风洞模拟，研究了：大跨度屋盖在风雪流作用下的堆载特性、大跨度屋盖气动外形修正对等效风荷载的影响、风雪流数值模拟方法、大跨度屋盖结构与风雪流的耦合作用等四个方面的问题。基于48组模型试验，研究了常见建筑模型的屋盖积雪与周边积雪模式、模化雪荷载模型，并与现行国际雪荷载标准进行了比对分析；分析风雪堆积对屋面气动特性影响的不确定性，建立了雪颗粒不均匀堆积对屋盖三维形状修正的数据识别方法，分析了积雪对建筑绕流的干扰影响规律；确定了典型风雪场数值模拟优化参数构架，构建了三维脉动风雪场，提出了了基于CFD-DEM的风雪流数值模拟方法，该方法可考虑风雪耦合作用以及粒子之间的粘结、碰撞、分离滚动等；建立了基于RBF的雪相时变准稳态算法，该方法基于两相流稳态计算理论，建立了风雪相侵蚀插值算法与多阶段稳态逼近判断算法，解决了风雪相稳态时变模拟问题，相比瞬态算法大幅度提高了计算效率；揭示了积雪影响对大跨度屋盖结构流固耦合动力响应的影响规律。 通过本课题的研究,在风雪流实测试验、数值模拟、作用机理与结构响应等几个基础科学问题上取得重要进展，为大跨度屋盖结构抗风雪设计提供了理论支撑，提高了大跨度屋盖结构的抗风雪设计水平。 2100433B