近年来，为满足人们的生产生活需要，土木工程结构日益向大型化、复杂化的趋势发展，从而对结构本身也提出了更轻、更柔的要求，结构对风荷载的敏感性也有所增加。对复杂结构在风荷载作用下的响应研究也越来越受到研究者的重视。由于生成机理、传播路径等因素的不可控制性，导致脉动风速具有明显的随机性。从时域角度出发，对结构进行随机非线性分析具有极大的理论价值和实用意义。在这样一个分析过程中，风速时程的数值模拟是很有意义的研究课题。 分形分析可以对不规则的几何体及混沌现象进行定性或定量的分析，随着分形理论的研究发展，完全展开式紊乱和流体流动一类无序现象的分形特征分析课题也成为了科学界的研究热点。1983年，Mandelbrot首先将分形应用于湍流分析。此后众多国内外科学家进行了类似课题的研究。目前对于湍流分形特征的研究主要集中在对不同尺度下的运动或漩涡中能量的分布，以及对大小漩涡中能量传递等问题的定性分析。本文的研究目的是将分形理论引入风速时程特性的研究中，通过证实风速分形特征的存在，实现从分形相似到分形重构。 本文首先通过对实测风速时程的R/S分析来说明风时程的分形特征。然后讨论了基于Matlab、C++平台的风速时间序列的盒维数及关联维数的计算。采用中国大陆地区421个气象站点历时52年的风速观测资料，分析了风速的分形维数与时间尺度之间的变化关系，并在统计意义下提出了一个分形维数—尺度关系式，从中挖掘风速的分形自仿射性。同时本文利用Weierstrass-Mandelbrot函数重构脉动风速时程曲线，并通过实测风速与重构时程的功率谱间的对比肯定了WM函数的可行性。 对于以上分析，本文均采用常州某地2006-2007年现场实测资料验证了研究结果，以保证最终模拟出的风与自然风在统计特性等方面基本一致或接近。 最后，本文对下一步的研究工作方向进行了简要的讨论。