结构轻量化、大型化、造型复杂化给空间结构风工程研究提出严峻挑战。以索膜结构等为代表的风敏感结构的风损问题十分明显,风荷载成为此类建筑物控制设计的主要荷载之一。如何计算风对风敏感结构的作用已成为理论与工程界关注的热点问题。本文基于计算流体动力学和计算结构动力学理论,对空间结构风工程研究涉及的关键领域进行了研究。在充分考虑Navier-Stokes方程中各子项的作用的前提下,将压力修正法及Taylor-Hood单元引入Taylor-Galerkin有限元法,推导出基于二阶Taylor-Galerkin有限元法的不可压缩粘性流动的求解策略,并借助VC++编程实现了该求解策略对二维方腔拖曳流和平面Poissulie流动的数值模拟。将模拟结果与标准数据及相关文献发表数据比较显示,本文推导的求解策略成功的解决了Taylor-Galerkin有限元法求解粘性不可压缩流动时压力场伪振荡的难题。阐述了计算风工程的基本理论和计算方法,在对计算流域确定、边界条件选取、湍流模型选择、求解参数设置等问题进行了深入研究的基础上,借助计算流体动力学软件FLUENT,对某大型复杂空间结构进行了多工况数值风洞模拟,得到了结构体表风载体型系数,统计了结构体表分块体型系数,总结了当存在阻挡物时目标结构周围风场和体表风载体型系数的变化规律。通过与相应风洞试验结果进行对比分析表明,采用计算流体动力学方法进行建筑物风荷载的数值模拟是可行的。对张拉索膜结构流固耦合分析所涉及的关键问题作了详细的阐述,构建了迭代耦合法的计算理论框架。基于计算风工程的基本理论和计算方法,借助ADINA软件对若干典型体型索膜结构作了流固耦合风致响应分析,归纳了风荷载作用下各典型体型索膜结构有效应力响应、位移响应及结构表面风压分布的规律。最后,对实际工程——首都国际机场南线收费站进行了流固耦合风致响应分析,分析了收费站膜结构屋盖在风荷载作用下结构有效应力响应和位移响应随时间的变化规律。