钝体的风致振动气动优化有着广泛而实际的工程应用,对于高层建筑结构而言,气动优化可以有效地减小风致振动从而提高结构安全性和用户的舒适度;而对于风能收集系统而言,气动优化可以增强风致振动响应从而有效地提高系统的工作效率,因此钝体的气动优化具有很实际的应用价值。本文主要针对方柱边角处加设翼缘和加设风机两种优化方法,借助CFD数值模拟技术手段,对比研究气动优化前后相应的气动特性并分析两种优化策略对方柱气动特性影响的机理。针对方柱边角处加设翼缘气动措施,本文通过数值模拟得到前边角加设翼缘增强方柱气动响应的结论,后边角加设翼缘可降低方柱气动响应。边角处增设翼缘包括仅在方柱前边角加设翼缘、仅在方柱后边角加设翼缘和方柱四边角加设翼缘三种加设翼缘方案。一方面对边角处加设翼缘的方柱进行三维大涡模拟,研究表明前边角加设翼缘增大方柱平均阻力和脉动升力系数但降低斯托哈尔数;后边角加设翼缘降低方柱平均阻力、脉动升力系数和斯托哈尔数;方柱四边角加设翼缘的气动特性则是前边角加设翼缘与后边角加设翼缘综合作用的结果;增加翼缘长度使三种不同加设翼缘方案得到的气动特性相差更加明显。另一方面,本文将方柱简化为二维弹簧阻尼系统,对加设翼缘方柱进行横风向振动数值模拟,结果表明前边角加设翼缘增大方柱横风向振动幅值,增加翼缘长度和翼缘角度增幅更加明显;而后边角加设翼缘则降低方柱横风向振动幅值,增加翼缘长度和翼缘角度更加有效降低振动幅值。针对方柱边角处加设风机气动措施,本文通过数值模拟得到边角处加设风机可降低方柱的气动响应的结论。一方面对方柱静止风机转动工况进行三维大涡模拟,结果表明加设风机可以有效的降低方柱平均阻力和脉动升力系数但增大斯托哈尔数,通过改变风机转速发现柱体升力阻力随风机转速改变的变化规律为非线性降低,其间存在某个转速为气动优化效果最佳。另一方面,通过二维弹簧阻尼系统对方柱与风机共同体横风向振动进行模拟,结果表明加设风机可大幅度降低方柱横风向振动,且气动优化效果与风机转速和来流风速相关,存在某个转速在特定风速下的方柱气动优化效果最优。