数值风洞是一个具有真实风洞关键属性的气动数值仿真系统。相对于现场实测和物理风洞试验，数值风洞具有研究对象不受构造和尺度的影响，可以详细考察不同参数对绕流场的影响，并可获得现场实测和风洞试验无法提供的流场变化信息，模拟的周期短、效率高、费用省等优点。近十年来，国内外众多学者采用数值风洞方法对结构风工程中的诸多问题进行了研究，并取得了很好的研究成果。然而，由于问题的复杂性，采用数值风洞方法进行工程结构抗风设计理论研究，还存在诸多技术与应用问题。本文主要研究内容如下：本文首先基于大涡模拟（LES）方法推导了LES的纳维-斯托克斯方程；其次基于有限体积法，采用中心差分格式对三维湍流控制方程进行了离散，获得了三维控制方程的离散方程；最后对三维离散方程的算法进行了分析，分析了SIMPLE算法的实施步骤与边界条件的处理方法，并分析了离散方程的迭代方法。在此基础上，研制了三维数值风洞的网格生成程序和计算程序。采用本文研制的三维数值风洞计算程序对射流流场和SFG7-4型轴流风机外部气流速度场进行了计算分析，结果表明，射流流场具有一定的自保持性。程序计算结果发现，按照本文的参数设置，射流流场核心区的长度为4cm。在0～0.9m之间程序计算结果与软件模拟结果非常接近，在0.9m～1.0m之间存在一定误差；同时随着监控点距出口长度的增大，风速逐渐减小。SFG7-4型轴流风机的气流速度场关于通过风机轴中心线的垂面呈对称分布，速度峰值沿流向逐渐减小，并向风机轴中心线上移动，当距风机出口距离为3m时，截面的速度峰值处在轴中心线上；气流速度的变化幅度随着流向距离的增大趋于平缓，在距风机出口5m截面上，距轴中心线0~0.5m的范围内，速度分布比较均匀。本文程序计算结果、FLUENT软件模拟结果与实测结果的对比表明，程序计算和商用软件模拟均可以较准确地预测风机气流速度的变化趋势，但程序计算值与试验值更为吻合。