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fluidyn-Panache是模拟大气污染扩散和预测空气质量的全三维计算流体力学软件包,设计用来精确仿真大气流动和污染物在复杂环境中的扩散,考虑复杂地形、气象数据(包括小静风)、建筑和障碍物、植被类型,绕障碍物的大气湍流和机械湍流,各种污染物的瞬态或长期排放(重气体、热气体、轻气体、颗粒等)和大小尺度的扩散。
利用fluidyn-Panache软件模型构建功能中的Arbitrary Building,可在用户操作窗口区域利用点按的方式定点、连线并形成封闭的面,设置相应的模型高度之后即可形成所需的模型,最终生成的模型如下图所示:
图1 三维模型图
在fluidyn-Panache软件内设置相应的气象条件,包括风速、风向、监测站高度以及环境温度等。
图2 气象条件设置及风场矢量图
fluidyn-Panache软件内集成了网格划分功能,根据模型尺度和计算需求,调整网格的整体细化参数以及水平和垂直两个方向上的细化参数,通过一键网格划分,方便、快速且准确地形成网格文件,最终生成的网格图如下图所示:
图3 网格图
计算求解之后,可在软件内对计算结果进行后处理操作,fluidyn-Panache软件后处理功能齐全,其中后处理可生成包括:云图、矢量图、三维等值面图、流线图等,同时可以生成动画等多种结果供用户选择。
图4 速度云图
最终,将计算结果进行后处理,在瞬态计算情况下,可导出随时间变化的三维动画结果,本案例针对计算风场速度云图进行后处理动画导出,形成如下图所示的动画效果:
图5 后处理动画
通过以上所示随时间变化的风场云图动画可以看出,在字体“建筑物“区域,风廓线排布较为密集,即在建筑物密集区域会出现自然风的积聚现象。
附:fluidyn公司简介及软件模块
法国FLUIDYN公司成立于1987年,FLUIDYN公司主要业务涵盖流体多物理场及环境风险模拟软件开发及工程咨询服务。软件基于三维计算流体动力学,专门用于工业事故风险分析及环境污染模拟。基于这种经验,2001年开始提供基于CFD的通用多物理场模拟软件fluidyn-MP。fluidyn-PANACHE用于工业环境影响模拟,及事故仿真。近期,克服了快速仿真的技术障碍,对工业事故模拟可以比实际发生更快,能够实时预测其后果。
FLUIDYN还开发了统计算法与CFD仿真耦合实时监测工业场地泄漏,通过对监测器的逆跟踪,快速仿真预测受限空间或大气中事故后果。FLUIDYN提供的专业爆炸、火灾仿真软件及多物理场软件在安全、环保及众多工业领域有广泛的应用。