我国的西北地区是受风沙影响较为严重的地区,风沙对建筑物的作用力比净风荷载大。目前我国在建筑抗风领域主要研究的是建筑所受的净风荷载,对建筑所受的风沙荷载尤其是沙粒冲击力的研究相对较少,开展对风沙流场以及沙粒对建筑冲击力的研究就具有了重要的工程意义。格子Boltzmann方法(LBM)是一种完全的离散化模型,它把流体离散为流体粒子,将计算流场离散为一系列的格子,将时间离散为时间步,用粒子密度分布函数在规定的格线上碰撞迁移的过程来描述流体的流动过程,流体宏观的速度和密度则由流体粒子的密度分布函数计算得到。本课题运用LBM方法,编写C++程序,对建筑的风沙流场分别进行了立面和水平面的二维数值模拟。首先,对二维立面建筑风沙流场进行数值模拟,研究了两种风速、两种落沙量共四种工况下的流场风剖面、湍流度、建筑前方的沙粒速度和沙浓度梯度,以及沙粒对建筑迎风面的冲击力。研究结果表明:风场中沙粒的存在会减小风场的风速,增大风场的湍流度;沙粒速度小于同高度处的风速,从平均值来看,0.3mm、0.375mm、0.45mm三种粒径沙粒的速度分别约为风速的95%、92%和89.5%;沙粒粒径、落沙量、风速对沙浓度和沙粒冲击力均具有显著的影响;粒径增大,流场上方的沙浓度和冲击力减小,下方的沙浓度和冲击力增大;0.1m以上,沙浓度随风速的增大而增大,而0.1m以下,沙浓度随风速的增大而减小。其次,通过风洞试验,研究了两种风速、两种落沙量共四种工况下的流场特性以及沙粒冲击力,将风洞试验测得的数据与第三章数值模拟得到的数据进行了对比分析。分析结果表明:模拟风场与风洞试验风场保持了比较高的一致性;四种工况下的模拟沙浓度与试验沙浓度的平均差值均在15%以下;模拟冲击力在趋势上与试验结果吻合良好,从数值上看,四种工况的模拟冲击力与试验结果的平均差值均在20%以下。最后,取1/2建筑高度处水平面,对二维水平面建筑风沙流场进行数值模拟。研究了两种不同加沙量工况下的沙粒速度、沙粒冲击力以及沙粒的绕流。研究结果表明:沙粒速度和沙粒冲击力沿横风向分布都比较均匀;建筑模型后方会形成周期脱落的涡,沙粒绕过建筑模型之后,主要分布在漩涡的外围。