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风灾对建筑结构造成的破坏范围广、损失大。现代轻质高柔的超高层建筑不断涌现,对其抗风性能提出更高要求。特别在强/台风区域,风荷载更是超高层建筑结构舒适度和安全性的控制性荷载。计算机技术的进步使得数值模拟（CFD）近年逐渐成为结构风工程的一个主要研究手段。大涡模拟（LES）作为一种非定常的数值模拟方法,因能准确模拟实际瞬态流场而备受研究者们的青睐。其关键技术之一就是生成精准而高效的入口湍流风剖面。在深入探讨已有LES的湍流入口生成方法基础上提出一种新的湍流生成方法,并运用于标准高层建筑模型和实际工程案例分析中。新方法生成的入口风速时程符合时空相关性且精度高、效率快、其模拟的风荷载更接近于风洞试验结果。本文的主要内容及结论如下:（1）改进基于谐波叠加原理的LES湍流入口生成方法-窄带合成法（NSRFG）,改进之处:1)引入新的时间相关参数?0,考虑脉动风场的时间相关性,通过选择合适的?0值使其时间相关性得到更好满足,更接近真实的大气湍流。2)对风速谱积分表达式进行修正,引入谱能量修正系数?i,提出谱能量的准确表达式,精准计算风速功率谱的能量。新的湍流入口生成方法（MNSRFG）能够模拟产生与物理问题目标值更匹配的速度时间序列,能更准确模拟大气边界层的湍流特性,有助于解决困扰计算风工程领域湍流风场准确模拟的难题。（2）改进窄带合成法（MNSRFG）的验证。通过一个典型ABL数值算例验证本文方法构造大气数值边界层的谱特性及时空相关性,同时对引入参数的影响进行分析。结果表明,新方法生成的湍流场满足时间相关性、空间相关性、无源性和功率谱特性,而且引入谱能量修正参数βi后,与改进前的NSRFG方法相比,湍流强度模拟精度明显提高。（3）将MNSRFG方法应用于风工程领域通用的标准高层建筑模型（CAARC）的大涡绕流模拟。先对MNSRFG方法在空流域中的自保持性进行验证,与改进前方法相比,模型位置处的湍流度模拟精度明显提高。并将改进前后方法的CAARC模型模拟结果与风洞试验结果比较,验证改进后方法的可靠性和准确性。结果表明,MNSRFG方法改进了CAARC标模表面的风压模拟精度,与NSRFG方法模拟产生的CAARC侧立面脉动风压相比,MNSRFG方法将其误差从18%～29%降低到6%～12%。并且改进后的方法顺风向基底弯矩均方根误差从5.3%减小到4.1%,横风向从5.6%减小到1.3%,从而说明改进后的MNSRFG方法具有更高精确度,其模拟的风荷载更接近于风洞试验结果。（4）进一步将MNSRFG方法应用于实际工程案例—广州日立电梯试验塔。以建筑高度268.8m,结构的高宽比达到12:1的十字形截面超高层建筑作为工程案例,采用MNSRFG方法模拟其风荷载进行风振响应计算,结果与高频底座力天平风洞试验结果吻合较好。进一步对该工程实例进行气动抗风措施（切角、开洞）的大涡模拟,结果表明对于十字形截面的超高层建筑,在角区进行切角处理能够有效降低结构风荷载;在中上部双侧布置风穴同样能够有效减小结构风荷载,但横风向风荷载减小效果远好于顺风向的效果,横风向等效基底弯矩响应减小幅度约12.5%,而顺风向仅减小1.2%。最后对全文的研究进行总结并对进一步工作进行了讨论和展望。