地表风场特性的模拟是土壤风蚀研究的一项重要的基础性工作，随着计算机模拟技术的发展，数值风洞的方法在该模拟研究中发挥着越来越重要的作用。　　 本文基于土壤风蚀风洞中湍流涡发生器的设计，利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent对NK-1可移动式风蚀风洞中典型农田风蚀地表风场上的大气边界层进行数值模拟，提出引入多孔介质模型的方法将原非规则几何结构的棒栅进行替代计算，最终得到棒栅-粗糙元的优化分布，并通过室内风洞实验进行验证。结果显示，风洞实验实测与模拟所得剖面的相关系数为0.974，效果较理想，从而验证了用棒栅-粗糙元组合作为湍流涡发生器来模拟大气边界层是可行的。　　 同时，本文针对NK-1风洞的收缩段+试验段建立了全尺度模型，将被动模拟技术中的棒栅、粗糙元装置引入到数值风洞中，开展了对大气边界层风场的数值模拟研究，并得到了棒栅-粗糙元模拟装置及相关运行参数对风洞中流场特性的影响。首先，棒栅对边界层流场的形成主要起“粗调”作用，改变棒栅间距则会对流场产生一定的影响；其次，粗糙元对边界层流场的形成主要起“细调”作用，它仅对近地面的风速剖面产生影响，对流场湍流强度分布主要起到分化、稳定、平衡的作用；第三，随着入口气流速度的增加，所得的风速剖面和湍流强度数值依次增大，但风速梯度逐渐变小，而湍流强度在风洞上下两端增幅较中间部分大；最后，速度场在离粗糙元铺设结束0.6m之后已经发展完全，中轴线上的速度剖面几乎不再随测量位置x的增加而变化，而湍流强度会在风洞上下两端有增大趋势，而中间部分略有减小。