城市风场与污染物扩散CFD仿真分析模型

本模型针对城市建成区风环境与污染物扩散场景开展CFD仿真建模工作，建模阶段首先完成城市建筑群轮廓的几何简化与拓扑修复，剔除对风场影响极小的建筑细部构件，保留建筑高度差、街道峡谷走向、建筑错落布局等核心几何特征，确保计算域内几何结构既贴合真实城市肌理，又能控制网格划分的整体计算量。网格划分采用结构化与非结构化网格结合的方案，建筑近壁面区域设置边界层网格，精准捕捉建筑表面的气流附面层效应，远离建筑的远场区域采用渐变粗化网格，平衡计算精度与求解效率。仿真求解采用瞬态计算模式，选用适配城市大气流动的湍流模型，设置符合近地面大气边界层特征的来流风廓线入口条件，出口采用自由出流边界，建筑表面与地面设置无滑移壁面条件，同时在计算域内耦合污染物输运方程，追踪污染物随气流的扩散路径与浓度分布规律。后处理阶段通过速度云图直观呈现不同高度层的风速分布特征，清晰展现建筑迎风面的气流阻滞区、建筑背风面的涡旋回流区、街道峡谷内的气流涡旋结构，通过压力云图标定建筑表面的风压分布差异，通过污染物浓度场呈现污染物在不同风况下的扩散范围、滞留区域与稀释规律。整个建模与仿真过程严格遵循计算流体力学的求解规范，所有边界条件设置贴合真实城市大气环境的物理特征，仿真结果可直观呈现复杂城市布局下的风场流动规律与污染物扩散特性，能够为城市规划阶段的建筑布局优化、自然通风组织、污染物防控方案设计提供量化的仿真数据支撑，辅助规划人员评估不同建筑布局方案下的室外风环境质量，识别通风不畅、污染物易积聚的风险区域，为优化城市空间布局、提升室外空气品质、降低建筑通风能耗提供可靠的仿真参考依据。