風工程起源

風工程是一個具有多面向、跨領域、與日常生活息息相關的工程應用學門。空氣流動形成風，亙古以來就存在，人類很早就知道這個基本原理，歷史上也不乏強風所造成的重大災害事件。然而由於缺少了適當的研究方法，一直無法有系統地對於風工程相關議題進行研究探討。風工程基本上是流體（空氣）與不同物體間相互作用產生的結果，對於大多數從事風工程研究的人而言，鈍體空氣動力學是了解風工程領域的基本知識。實際深入瞭解後，可以明白風工程涵蓋的範圍包含但不限於：大氣邊界層特性、紊流特性、鈍體空氣動力學、空氣彈力學、建築與結構物的耐風設計、橋梁耐風設計、建築物的室內/室外通風、建築物周邊與社區的風環境、煙流排放與大氣擴散、風能、車輛空氣動力、運動空氣動力等。

從事風工程的研究方法則包括了數理模式、風洞試驗、計算流力（CFD）等。在1960年之前，風工程研究仍侷限於將測試物體放置在一個均勻流場中，量測所受的平均風力。自1960年代開始，風工程界先驅結合了紊流邊界層理論、鈍體空氣動力學、機率與隨機過程、結構動力、頻率域分析等學科，同時也確立了在紊流邊界流場執行風洞縮尺模擬的可信度，在1970年代建立了近代風工程理論與研究方法。1980年代學術界與工程界開始大量使用電子計算機，計算流力（CFD, Computational Fluid Dynamics）開始被引入風工程領域，不過要一直到了2000年之後，電腦軟硬體的發展才足以負荷CFD在風工程應用的計算需求。然而即便在今日的科技條件下，完整地模擬一個方柱體或圓柱體周遭流場的空氣動力特性，仍是一件具有相當難度的工作。

我國風工程發展沿革

1984年，中研院物理所建造了台灣第一座適用於風工程研究的大氣邊界層風洞，開啟了我國有系統的風工程研究。從1984到2000年，除了中研院物理所的大氣邊界層風洞遷移至中央大學之外，淡江大學、中興大學、海洋大學、成功大學也陸續興建大氣邊界層風洞從事各個領域的風工程研究。2004年內政部建築研究所的大型迴流式風洞實驗室落成，該風洞有二個試驗段，其中6 m（寬）×2.6 m（高）×21 m（長）的試驗段足以提供我國的橋梁風洞試驗所需。除了建造大型實驗室之外，內政部建築研究所也開啟了建築風工程科技發展計畫，推動建築與都市發展相關的風工程應用研究。

中華民國風工程學會在2004年成立，由黃榮鑑教授擔任第一屆學會理事長，聯合國內產官學界的力量推動風工程的發展，並在2005年舉辦第一屆風工程研討會。經過二十餘年的發展，國內目前有十餘所大學院校從事風工程的教學研究工作。然而，由於風工程是一個具有多面向、跨領域的工程應用學門，很難由單獨一位教師肩負起面向較廣泛的大學部風工程教學任務，甚至在國內外也很難找到一本合適的大學部風工程教材。因此，2013年在學會理事長方富民教授的規劃下，將風工程教材列入學會的工作項目，由淡江大學鄭啟明教授擔任召集人，邀請了各校教授參與風工程教材的編撰工作。本網頁平台的科普知識來自於此風工程教材「風工程理論與應用」部分內容的重新編寫，並獲得主筆者的同意，作為本網頁平台的科普內容。