大气及水环境污染物扩散CFD流体仿真，环境治理及应急管理的有效手段
在城市环境污染治理领域，传统CFD仿真面临网格生成效率低、复杂场景适应性差、多工况分析周期长等痛点。积鼎科技基于自主研发的流体仿真软件VirtualFlow，通过浸入界面技术（IST）与分块网格优化（BMR）的深度融合，为市政环境行业提供从风场模拟到污染物扩散的全流程解决方案，实现了复杂场景下的高效建模与精准预测。
一、市政污染治理三大痛点
复杂场景建模难：城市建筑群、地形地貌等复杂几何特征导致网格划分耗时耗力，传统方法需数周时间，难以满足项目周期要求。例如某省会城市新区规划中，127 栋建筑的精细化建模曾耗时 21 天，严重延误项目进度。
多工况分析效率低：气象条件、排放参数等动态变化需反复调整模型，传统仿真流程冗长，无法快速响应规划设计需求。某化工园区环境评估中，仅气象参数调整就导致项目延期2个月。
预测结果可靠性不足：简化模型忽略建筑群尾流效应、湍流扩散等关键因素，导致污染影响范围与实际偏差较大。某城市热电厂排放仿真中，传统模型预测的超标区域与实测数据偏差达 40%。
二、CFD仿真技术解决环境治理难题
1. IST/BMR 智能网格技术
自动化网格生成：通过 CAD 文件直接导入，自动识别建筑轮廓并生成边界层加密网格，复杂建筑群网格生成时间从 3 周缩短至 8 小时。
动态网格优化：基于分块网格优化技术（BMR），实现不同子块间的流场无缝衔接，确保剪应力预测精度。在某CBD风场模拟中，BMR 技术使网格数量减少 30% 的同时，风速预测误差降低至 8%。
2. 多尺度耦合仿真能力
稳态 - 瞬态协同求解：采用 1 小时时间步长分阶段求解流场，结合气象数据动态更新边界条件，实现污染物扩散的准实时模拟。在长三角某化工园区异味治理中，该技术将异味溯源周期从 14 天缩短至 72 小时。
精细化湍流建模：标准 k-ε 模型结合 Lakehal 修正壁面函数，准确捕捉建筑群尾流效应与局部湍流扩散特性。某港口区域 PM2.5 扩散仿真显示，修正后的模型与实测数据吻合度达 92%。
3. 智能参数优化系统
基于机器学习算法，系统可自动优化排放源参数与治理设备配置。在某钢铁厂除尘系统改造中，通过参数寻优使 PM10 排放浓度从 85mg/m³ 降至 32mg/m³，设备投资减少 18%。
三、典型应用场景
1. 城市规划污染防控
工厂选址优化：基于某化工园区烟囱排放仿真，通过概率密度函数分析污染物主扩散方向，指导选址使敏感区浓度超标风险降低92%。
通风廊道设计：结合风场模拟结果，为北方某城市规划 6 条通风廊道，夏季热岛强度降低 1.8℃，区域 PM2.5 年均浓度下降12%。
2. 水环境治理
黑臭水体溯源：通过水流 - 底泥耦合模拟，精准定位珠三角某河道 13 处污染源，治理效率提升 3 倍，治理成本降低 40%。
暴雨内涝预警：基于水气耦合算法，为武汉某开发区构建内涝模型，积水深度预测误差≤5cm，成功预警 2024 年 7 月特大暴雨，避免经济损失超 2 亿元。
3. 应急管理升级
危化品泄漏处置：在某石化码头液氯泄漏模拟中，5 分钟生成三维扩散云图，指导划定安全隔离区，与传统方法相比，应急响应时间缩短 70%。
重大活动保障：杭州亚运会期间，实时模拟场馆周边污染源影响，动态调整 23 家企业生产计划，保障赛事期间空气质量优良率达 100%。
积鼎科技以IST/BMR技术实现前处理自动化，以多尺度耦合仿真能力为特色，推动市政环境污染治理及应急响应管理向数字化迈进。通过将复杂场景建模、多工况分析与可视化结果深度融合，与某城市实测数据对比，污染物浓度预测误差控制在15%以内，为城市规划、环境管理与应急决策提供科学支撑。
