精细化高速水流模拟，流体仿真赋能水利水电工程

在水利水电工程领域，水流的每一次脉动都关乎工程安全与效益。从洪水过境时的水位暴涨，到水电站泄洪道的流速分布，再到中小流域突发山洪的路径预判，精细化的水流模拟已成为现代水利工程设计、运维与防灾减灾的核心支撑。作为国内流体仿真领域的深耕者，积鼎科技以自主研发的 CFD（计算流体力学）技术为刃，在复杂水流场景的数字化模拟中开辟出独特路径，为水利水电行业技术人员提供了从软件到服务的全链条解决方案。

深耕流体仿真十六年，筑牢技术根基

对于水利工程中复杂的水流场景，由积鼎自研的三维水动力软件VirtualFlow都能提供精准模拟支撑。其前处理阶段的 IST 网格技术堪称 “效率引擎”，可自动生成结构化网格，大幅降低技术人员的前期工作量。而在求解器层面，基于有限体积法的算法能精准求解可压缩与不可压缩纳维斯托克斯方程，结合异构并行计算技术，可支持千核级大规模并行运算，即使是覆盖数百平方公里的流域模拟，也能实现高效迭代。后处理环节的可视化能力同样贴合工程需求：通过切片、流线、等值面等自定义区域分析，配合云图、矢量图等场变量展示，技术人员能直观捕捉水流速度场、压力场的细微变化，为工程方案论证与成果汇报提供了便捷工具。

聚焦三大核心场景，构建精细化模拟体系

在水利水电工程实践中，水流模拟的精度直接关系到工程安全与资源利用效率。积鼎科技的解决方案已深度融入防洪减灾、工程设计与山洪防控等核心场景，形成了可落地的技术闭环。

场景一：河湖洪水 “四预”，筑牢防洪减灾防线

对于长江、黄河等大型流域，洪水的预测预警始终是工程管理的重中之重。传统模拟方法常因网格精度不足、水文-水动力模型割裂，导致水位、流速的预测误差较大。积鼎科技通过融合高精度测绘数据与实时监测信息，将水文模型与水动力模型深度耦合，实现了洪水 “预测、预警、预演、预案” 的全流程数字化。

场景二：水电站与水库设计，提升工程效能

水电站的泄洪效率、大坝的抗洪能力，取决于对水流特性的深度掌控。积鼎科技的三维仿真技术，让水利工程从 “经验设计” 迈向 “数字孪生”。技术人员通过 VirtualFlow 将厂房、溢洪道、水轮机等设施进行全尺寸数字化建模，模拟了不同工况下的水流速度分布与压力荷载。

针对溢洪道的消能问题，软件的多相流模型精准捕捉了高速水流与空气掺混的复杂过程，通过优化导流墙弧度与消力池结构，使水流能量消散效率提升 15%，有效减少了对坝体的冲刷。而在水库运维阶段，模型可动态模拟入库流量过程与水位变化，为闸门调度提供量化依据，使水资源利用率提高 8%-10%。

场景三：水环境管理，守护水资源可持续发展

随着水环境治理需求的提升，污染物在水体中的迁移转化规律成为研究重点。积鼎科技在全面监测和收集相关数据的基础上，借助计算机模拟，可精准反映和预测水质变化情况。

利用自研软件VirtualFlow构建了水动力-水质耦合模型，不仅能模拟水体温度场、溶解氧的分布与变化，还能精准追踪氮、磷等营养物质的迁移路径及藻类生长规律。通过模拟不同截污方案下的水质改善效果，为工程设计提供了科学依据。此外，模型还支持对水体中生物质的分布及动态变化进行模拟，为水生态修复方案的制定提供了有力支撑。

随着数字孪生、智慧水利等理念的深入推进，水流模拟已从辅助工具升级为工程决策的 “数字大脑”。积鼎科技以自主可控的 CFD 技术为核心，通过 “软件+服务” 的模式，持续为水利水电行业注入创新动能。未来，随着GPU加速、AI耦合等技术的迭代，其解决方案将在流域综合治理、抽水蓄能电站设计等领域发挥更大价值，助力实现水利工程的安全化、高效化与可持续发展。