在城市環(huán)境污染治理領(lǐng)域，傳統(tǒng)CFD仿真面臨網(wǎng)格生成效率低、復(fù)雜場(chǎng)景適應(yīng)性差、多工況分析周期長(zhǎng)等痛點(diǎn)。積鼎科技基于自主研發(fā)的流體仿真軟件VirtualFlow，通過(guò)浸入界面技術(shù)（IST）與分塊網(wǎng)格優(yōu)化（BMR）的深度融合，為市政環(huán)境行業(yè)提供從風(fēng)場(chǎng)模擬到污染物擴(kuò)散的全流程解決方案，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜場(chǎng)景下的高效建模與精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

一、市政污染治理三大痛點(diǎn)

復(fù)雜場(chǎng)景建模難：城市建筑群、地形地貌等復(fù)雜幾何特征導(dǎo)致網(wǎng)格劃分耗時(shí)耗力，傳統(tǒng)方法需數(shù)周時(shí)間，難以滿足項(xiàng)目周期要求。例如某省會(huì)城市新區(qū)規(guī)劃中，127 棟建筑的精細(xì)化建模曾耗時(shí) 21 天，嚴(yán)重延誤項(xiàng)目進(jìn)度。

多工況分析效率低：氣象條件、排放參數(shù)等動(dòng)態(tài)變化需反復(fù)調(diào)整模型，傳統(tǒng)仿真流程冗長(zhǎng)，無(wú)法快速響應(yīng)規(guī)劃設(shè)計(jì)需求。某化工園區(qū)環(huán)境評(píng)估中，僅氣象參數(shù)調(diào)整就導(dǎo)致項(xiàng)目延期2個(gè)月。

預(yù)測(cè)結(jié)果可靠性不足：簡(jiǎn)化模型忽略建筑群尾流效應(yīng)、湍流擴(kuò)散等關(guān)鍵因素，導(dǎo)致污染影響范圍與實(shí)際偏差較大。某城市熱電廠排放仿真中，傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)的超標(biāo)區(qū)域與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)偏差達(dá)40%。

二、CFD仿真技術(shù)解決環(huán)境治理難題

1.IST/BMR 智能網(wǎng)格技術(shù)

自動(dòng)化網(wǎng)格生成：通過(guò)CAD 文件直接導(dǎo)入，自動(dòng)識(shí)別建筑輪廓并生成邊界層加密網(wǎng)格，復(fù)雜建筑群網(wǎng)格生成時(shí)間從3 周縮短至 8 小時(shí)。

動(dòng)態(tài)網(wǎng)格優(yōu)化：基于分塊網(wǎng)格優(yōu)化技術(shù)（BMR），實(shí)現(xiàn)不同子塊間的流場(chǎng)無(wú)縫銜接，確保剪應(yīng)力預(yù)測(cè)精度。在某CBD風(fēng)場(chǎng)模擬中，BMR 技術(shù)使網(wǎng)格數(shù)量減少 30% 的同時(shí)，風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差降低至 8%。

2.多尺度耦合仿真能力

穩(wěn)態(tài)- 瞬態(tài)協(xié)同求解：采用1 小時(shí)時(shí)間步長(zhǎng)分階段求解流場(chǎng)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新邊界條件，實(shí)現(xiàn)污染物擴(kuò)散的準(zhǔn)實(shí)時(shí)模擬。在長(zhǎng)三角某化工園區(qū)異味治理中，該技術(shù)將異味溯源周期從 14 天縮短至 72 小時(shí)。

精細(xì)化湍流建模：標(biāo)準(zhǔn)k-ε 模型結(jié)合 Lakehal 修正壁面函數(shù)，準(zhǔn)確捕捉建筑群尾流效應(yīng)與局部湍流擴(kuò)散特性。某港口區(qū)域 PM2.5 擴(kuò)散仿真顯示，修正后的模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合度達(dá) 92%。

?3.智能參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)

基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)可自動(dòng)優(yōu)化排放源參數(shù)與治理設(shè)備配置。在某鋼鐵廠除塵系統(tǒng)改造中，通過(guò)參數(shù)尋優(yōu)使PM10 排放濃度從 85mg/m3 降至 32mg/m3，設(shè)備投資減少 18%。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1.城市規(guī)劃污染防控

工廠選址優(yōu)化：基于某化工園區(qū)煙囪排放仿真，通過(guò)概率密度函數(shù)分析污染物主擴(kuò)散方向，指導(dǎo)選址使敏感區(qū)濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)降低92%。

通風(fēng)廊道設(shè)計(jì)：結(jié)合風(fēng)場(chǎng)模擬結(jié)果，為北方某城市規(guī)劃6 條通風(fēng)廊道，夏季熱島強(qiáng)度降低 1.8℃，區(qū)域 PM2.5 年均濃度下降12%。

2.水環(huán)境治理

黑臭水體溯源：通過(guò)水流- 底泥耦合模擬，精準(zhǔn)定位珠三角某河道 13 處污染源，治理效率提升 3 倍，治理成本降低 40%。

暴雨內(nèi)澇預(yù)警：基于水氣耦合算法，為武漢某開(kāi)發(fā)區(qū)構(gòu)建內(nèi)澇模型，積水深度預(yù)測(cè)誤差≤5cm，成功預(yù)警 2024 年 7 月特大暴雨，避免經(jīng)濟(jì)損失超 2 億元。

3.應(yīng)急管理升級(jí)

危化品泄漏處置：在某石化碼頭液氯泄漏模擬中，5 分鐘生成三維擴(kuò)散云圖，指導(dǎo)劃定安全隔離區(qū)，與傳統(tǒng)方法相比，應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間縮短 70%。

重大活動(dòng)保障：杭州亞運(yùn)會(huì)期間，實(shí)時(shí)模擬場(chǎng)館周邊污染源影響，動(dòng)態(tài)調(diào)整23 家企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，保障賽事期間空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率達(dá) 100%。

積鼎科技以IST/BMR技術(shù)實(shí)現(xiàn)前處理自動(dòng)化，以多尺度耦合仿真能力為特色，推動(dòng)市政環(huán)境污染治理及應(yīng)急響應(yīng)管理向數(shù)字化邁進(jìn)。通過(guò)將復(fù)雜場(chǎng)景建模、多工況分析與可視化結(jié)果深度融合，與某城市實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，污染物濃度預(yù)測(cè)誤差控制在15%以內(nèi)，為城市規(guī)劃、環(huán)境管理與應(yīng)急決策提供科學(xué)支撐。

?
審核編輯 黃宇