膜结构和风场之间的耦合作用研究是膜结构抗风研究的难点。本文基于小扰动位势理论，应用非协调边界元法(Boundary Element Method)和有限元法(Finite Element Method)，采取弱耦合策略对风-膜结构进行了流固耦合分析。　　 目前的CFD软件大都基于有限体积法(Finite Volume Method)，需要对整个流场进行单元划分，特别在解决对计算精度要求较高的问题中，划分出的单元量巨大。另外，膜结构变形的几何非线性程度大，会在计算过程中引起初始划分的单元奇异，必须重新划分单元才可以继续计算。所以单元划分耗费了人们大量精力，导致总体计算时间很慢。边界元法仅仅在流场边界上离散计算区域，大大减少了未知量，节省了流体域求解的机时。膜结构作为一种曲面结构，其与流体的耦合恰恰发生在流场的边界，边界解可以直接用于膜结构变形计算，这恰好利用了边界元的优势。　　 文中要计算的流场域边界非连续光滑，有尖角和尖边存在，故所要求解场量的法向导数不连续，进而难以确定边界条件。如果直接应用普通的边界元进行计算将难以保证计算精度，于是本文引入了非协调边界元技术，较好地解决了这一问题，使得计算精度大大提高。而且，本文编制的边界元计算程序，可以根据源点处边界面单元法向量的变化情况自动识别是否需要引入非连续边界元，并重新划分计算域。　　 对于系数矩阵不对称的大型边界元方程组，必须选择准确高效的数值求解方法，否则难以保证计算精度和计算效率。本文引入了非常高效的循环型广义极小残余迭代算法(GMRES(m)) ，它是计算数学中共轭梯度法的一种。除此之外，为了防止系数矩阵条件数较大导致方程组病态，本文应用对角线法对系数矩阵进行了预处理。上述方法的应用使得边界元法的优势得到了充分发挥。若干算例验证了上述理论的正确性和程序的可靠性。　　 此外，求解三维空间曲面边界单元上场量的梯度是本文流固耦合求解过程中的一个关键点和难点，本文给出了详细的推导过程。　　 最后，本文采用点涡模型模拟特征湍流，以修正已有的基于边界单元法的数值求解结果。文中共计算分析了菱形马鞍屋面在0°和90°两种风向角情况下的结构竖向位移，并将计算结果与本课题组在湖南大学完成的气弹模型风洞试验结果进行对比分析。结果发现，低应力状态下两者的误差较大，而高应力状态下两者误差较小。主要由于：膜结构气弹模型风洞试验目前还处于起步阶段，材料、测量器材、模型加工精度、试验控制设备等诸多限制使得膜结构气弹模型风洞试验的精度大打折扣，再加上理论计算的诸多假定，导致了两者之间的误差。考虑到应用CFD软件解决流固耦合问题耗费机时多、单元划分量大、收敛困难，本文应用边界元法进行流体求解未知量少、计算时间短，而且用点涡模型修正BEM解也较容易实现，最后与风洞试验结果的对比情况也较好，以上说明本方法高效可行。