随着建筑层数的增加和建筑体型的不断创新,风洞试验作为研究建筑风响应的主要手段之一越来越受社会的广泛关注,而大气边界层风洞模拟的实现也得到更多学者的研究。当前尖劈-粗糙元组合系统是进行大气边界层模拟的主要手段,它能很好地模拟各类地貌下的风剖面曲线,但对于湍流强度曲线的模拟往往不尽人意,特别是在流场上部,湍流强度过小往往会造成实验的更大误差。为提高流场湍流强度,减小风洞实验误差,本文将利用振动格栅-尖劈-粗糙元组合系统的方法实现大气边界层的风洞模拟,主要内容包括:分别对振动格栅的形状参数、振动参数和位置参数进行分析,研究不同参数与对应尾流风速、湍流强度的变化关系,得出基于格栅的大气边界层风洞模拟方法。研究表明,为使流场湍流强度有较好的均匀性,格栅堵塞率宜在35%-45%之间,增加格栅宽度能增强湍流强度;增加栅条数目对湍流度影响很小,但能有效地改善流场的均匀性。增加格栅的振动频率和幅值均能增强湍流强度,但湍流强度的波动性也相应增大,故格栅的振动参数不宜过大。格栅位置参数对流场湍流强度影响很大,在格栅尾流中流场达到均匀稳定的风程仅需风洞高度和宽度中的较小值,而在均匀流场内,其湍流强度调控范围也由格栅位置的远近达到7%-21%。入流风速的大小对湍流强度无影响,它仅改变流场风速的大小。建立振动格栅-尖劈-粗糙元的组合模型,以尖劈为主要研究对象,研究组合模型的尾流特性,并得出基于组合模型的大气边界层风洞模拟方法。研究表明,增加尖劈底宽和数目均能有效减小流场下部速度并提高其湍流强度,它能较大幅度地改变曲线轮廓,对速度曲线的初步拟合有很大的作用;增加尖劈高度与增加尖劈底宽规律相同,但变化幅度小,适合风场微调;同时增加尖劈排数对流场上部影响不大,但对流场下部能显著增加湍流强度且减小风速,其在风场模拟中对改善风场下部模拟有很大的帮助;而减小粗糙元与试验中心的距离仅对近地风场湍流强度有效,对其他特性无明显影响。为研究组合模拟装置风场控制策略的有效性,提出适用于不同风洞各类地貌的风场调试方法,基于前述所得规律,总结出格栅与尖劈对风洞风场调试的影响,得出风洞风场调试步骤,并引入振动格栅、尖劈、粗糙元建立全尺寸风洞模型,以A、B、C、D四类地貌风场风特性曲线为模拟目标,实现双目标分步拟合,并展开对大气边界层风洞数值仿真的研究。本文首先调整尖劈拟合流场上部风速曲线,再由曲线特性调试湍流强度上部曲线,最后由以粗糙元为主的调整方法模拟流场下部曲线并进行误差分析,得出大气边界层风洞模拟装置设计参数,验证风场调试方法的可行性。