近年来,随着世界经济的发展和建筑技术的进步,高层建筑、大跨屋盖及高耸塔桅结构等建筑物不断的涌现。风荷载在此类建筑和其他特殊结构上起到愈来愈重要的作用,有时甚至成为结构安全的决定性因素。为了研究结构在风荷载作用下的动力响应,获取风速时程数据是基本前提。本文首先对风场数值模拟和预测的研究现状进行了综述,介绍了线性滤波器方法、谐波叠加方法、逆傅里叶变换方法、小波分析方法等风场数值模拟的方法。其次,本文对风场的谐波叠加模拟方法进行了重点研究,从模型固有周期产生的根源着手,用非均匀的圆频率间隔替代原有的均匀圆频率间隔,对其加以改进。通过对改进前后两种模拟方法所得样本数据的比较和改进方法模拟所得数据同实测数据的对比,说明改进方法解决了模拟脉动风时程的周期问题,并提高了目标功率谱的模拟精度,能够满足样本数据在时域和频域的相关性要求,验证了改进方法的可行性和有效性。再次,本文对风场预测也进行了研究,介绍了三种平稳时间序列模型：自回归模型、移动平均模型和自回归移动平均模型,并说明了各种模型的特点。本文以某高层建筑结构顶部的风速和风向实测数据为基础,采用格罗贝斯准则对其失真数据进行判断,建立预测模型,分别对其进行了某一特定时段的数据预测。经检验,预测模型显著有效,预测效果较好。因此,风场预测结果可以用于对风场实测中失真数据的替换和缺失数据段的插补。这能提高风场实测数据的利用率,弥补实测方法数据失真或缺失的不足。最后,对全文的主要工作进行总结,得出本文的主要结论,并结合目前的研究现状,对风场数值模拟和风场预测两方面内容的进一步研究进行了展望。