比较系统的研究始于19世纪末, 1890年,澳大利亚W. C. Kernot在风洞中,测量了建筑物模型屋面上的风压分布。1894年,丹麦J. O. Irminger也在风洞中测量了建筑物模型表面上的风压分布,并与实测结果进行了比较。1889年,法国G. Eiffel在设计当时世界最高(300m)的巴黎埃弗尔铁塔时,计算了塔的挠度;铁塔建成后,他又在地面用望远镜测量了塔顶移动的轨迹呈椭圆形,平均挠度为7~8cm。
20世纪30年代~50年代,建筑物的空气动力学研究主要集中在大气边界层的模拟和建筑物的风荷载测量。1943年,美国Bailey人在一个长试验段风洞中采用边界层模拟装置,在模型区形成了高度为0.25m的大气边界层,并对一座1:240比例比的建筑物模型进行了表面压力分布试验。50年代初,丹麦Jensen[3]对风洞模型试验的相似律问题作了重要阐述,提出了必须在风洞中模拟大气边界层内风特性。
20世纪50年代后,人们开始研究建筑物的结构响应问题,美国Liepmann首先研究了由大气湍流产生的结构响应。但将Liepmann理论应用到建筑物时,需要发展近地脉动风的模型。1961年,加拿大Davenport提出了这种模型,并在此基础上建立了计算建筑物顺风向响应的方法,并编入了建筑结构荷载规范。
建筑物横风向响应远比顺风向响应复杂,其激励机理与气动弹性联系在一起。虽然已有不少学者对横风向响应进行了研究,但至今还没有从基本原理出发推导出计算建筑物横风向响应的解析公式。
为了研究建筑物的结构响应问题,在风洞中发展了气动弹性模型试验技术动压力测量技术。20世纪70年代末,英国Whitbread和美国Cermak又将“高频底座天平技术”用于风洞试验,直接从几何相似的刚性模型获得动态风荷载,然后,计算结构响应。
在建筑群中,各建筑物间的空气动力干扰一直是人们十分关注的问题,自80年代后,许多学者对此进行了研究。有人试图从理论上提出带有普适性的干扰模式,来确定其干扰系数及其影响范围,以便对建筑群中建筑物间的干扰做出规范。但由于在建筑群中建筑物间的空气动力干扰非常复杂,因此,到目前为止,还难以用理论解析的方法来解决建筑群中各建筑物间的空气动力干扰问题,主要依靠风洞试验。
随着城市建筑物高度和密度的增加,建筑物周围的局部风环境不仅会影响人们的舒适性,而且会使城市的空气污染加剧,因此,近年来越来越引起重视,除了用风洞试验模拟外,还进行数值模拟分析,并制定了相应的规范。
进入21世纪以来,随着大跨度柔性建筑物的出现,对其风荷载特别是风致响应的研究成为建筑物空气动力学的热点问题之一。另外,针对动态风荷载测量,发展了脉动压力同步测量技术和新的数据处理方法等。