科创中国

行业领域

水利、环境和公共设施管理业

需求背景

水处理就是通过物理、化学、生物等手段，去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的水质调理过程。利用实验手段来进行水处理研究的花费较大，随着现代CAE仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导水处理的相关研发设计，节省成本，缩短设计周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。

需解决的主要技术难题

在实际设计中，因为参数少而宽泛，操作性较差，非常容易出现设计不合理的问题;另一方面，絮凝的机理复杂，容易受多种因素(如温度、水质等)影响，故在给水厂运营中，最容易出现问题的就是絮凝池.在实际操作中，新建工程的设计参数往往需要设计经验和一定规模的实验.已有的反应器一般先进行理论计算再用实验验证.在有效规模的条件下搭建大型实体模型进行絮凝实验，不仅耗时耗力、投资较大，而且容易因为实验模型与实际工程i间的差异，导致精度不高，数据结论参考性有限等问题。

期望实现的主要技术目标

利用离散数学和计算机等技术，通过设定边界条件和划分网格对流体进行模拟;在时间和空间上定量求解得到描述流场的数值解，用于分析和解决实际问题[3].近年来，得益于计算机技术的发展，CFD技术在水处理絮凝动力学中的应用逐渐被重视，模拟的对象由简单的单向流、烧杯实验(水力桨板)向复杂的多向流、实际工程应用中的各种絮凝池发展，加之多种物理、化学反应模块不断地开发与完善，通过CFD技术来指导絮凝构筑物的设计与建设逐步成为现实。

需求解析

解析单位：广东省广州市 解析时间：2024-01-17

柯锐鹏

广州市科学技术协会

部长，博士

综合评价

此描述已足够清晰以便于专家进行需求跟进，模拟精度：评估模拟结果与实际情况之间的差异程度。可以通过比较模拟结果和实测数据进行验证，评估模拟的准确性。 模拟速度：评估模拟过程所需的时间。在实际操作中，通常需要实时或快速获得模拟结果，因此模拟速度是一个重要指标。 界面友好性：评估模拟软件或工具的使用界面是否简单易懂，操作是否方便。对于使用者来说，界面友好性能够提高工作效率。 可视化效果：评估模拟结果的可视化效果。可通过动态展示模拟结果、生成三维模型等方式进行评价，以便更直观地理解模拟结果。 可扩展性：评估模拟技术是否可以应用于不同规模、不同种类的水处理设备。不同场景下可能存在差异，需要考虑模拟技术的适用范围。 资源消耗：评估模拟过程中所需的计算资源、存储资源等。考虑模拟过程中的资源消耗是否合理，以及对硬件设备的要求。 数据支持：评估模拟软件或工具是否提供相应的数据库或公式库，以便输入和处理相关的水、气、泥等流态参数。

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解析单位：“科创中国”生态环境产业科技服务团（中国环境科学学会） 解析时间：2022-11-25

刘霄龙

中国科学院过程工程研究所

副研究员

综合评价

需求单位所提的“水处理设备运作过程中水、气、泥等的流态模拟”内容涉及过程较为繁杂，应予以聚焦，从液相单相流入手，然后依次引入气、固相，最后再综合液、气、固多相流特性，与前面结果进行比较分析，从而不断优化，提出最优方案，有效指导水处理的相关研发，节省成本，缩短涉及周期，从而提高企业的市场竞争力。

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解析单位：广东省广州市 解析时间：2022-09-30

柯锐鹏

广州市科学技术协会

部长、博士

综合评价

此描述已足够清晰以便于专家进行需求跟进，水处理就是通过物理、化学、生物等手段，去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的水质调理过程。利用实验手段来进行水处理研究的花费较大，随着现代CAE仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导水处理的相关研发设计，节省成本，缩短设计周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。理论上不需要跨行业专家共同解决。

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