目前,对于近地层风沙运动研究的理论分析、数值模拟等方面主要针对在平坦地表、稳定风速等条件下进行的,对于复杂地形条件的影响研究较少。然而我们知道野外沙漠中地形条件是复杂多变的,因此本学位论文开展了有关复杂地形条件下风沙运动机理方面的一些基础性的风洞实验与及数值模拟工作,主要研究内容如下：1、风成沙波纹是沙漠中最普遍,也是最基本的形态,它的产生,发展和消亡过程与表面气流的运动特征密切相关。为了对沙波纹表面气流特征进行更深刻的了解,本章采用PDPA(激光多普勒粒子动态分析仪)在风洞中测量了4种不同风速下沙波纹表面流场的变化特征。得到了沙波纹不同位置处风速,湍流强度,湍动能的变化情况；在本章中我们还采用PIV (Particle Image Velocimetry)系统测量了天然混合沙风沙两相流中沙粒的速度,重点分析了以下几个方面,包括：沙粒入射以及起跳的速度分布情况、沙波纹地形对风沙运动的影响等。2、为了揭示非平坦地形条件下风沙流运动特征,建立相应数值计算模型：气相运动采用大涡模型,而固相(沙粒)处理为离散体系(DEM),沙波纹尺度根据野外实测数据采用浸入边界法逼近,并利用已有的沙粒与床面碰撞的击溅函数,获得整个风沙系统运动特性。通过计算,得到了不同地表形态下风沙流达到稳定后,单宽输沙率随时间发展过程、输沙率沿高程的分布以及相应粒子运动的信息,并且得到了在沙波纹存在条件下的风沙流结构中,风速在不同截面处的变化特征。3、在自然环境下风沙运动的地表形态是复杂多变的,包括沙波纹、沙丘、小沙堆、植被与砾石等等,在真实的野外沙漠地表中很难见到平坦的地表的,本章在第二章数值方法的基础上通过将稳态风沙流作为计算入口条件,考察了计算域中微地形对跃移风沙流的影响。结果表明地表形态对风沙跃移运动的影响是不容忽视的,同时我们可以得到不同位置处输沙率的变化,颗粒运动速度变化情况以及耦合后风场的变化特征。4、采用大涡模拟方法得到不同来流风速下近壁面湍流的结构,通过象限分析方法判断湍流猝发的发生,并在猝发位置处建立沙尘颗粒起动平衡方程,对猝发作用下的不同粒径的沙尘颗粒起动做出了数值模拟。计算结果表明近壁面湍流猝发对沙尘颗粒起动有着直接的影响。