随着城市化进程加速与低空经济等新兴产业的兴起，城市风场已成为影响城市规划与发展的关键因素。建筑群与复杂地形形成的局地风场，直接关系到低空飞行器适航安全、极端风灾防控、污染物扩散及行人舒适度等核心议题，带来诸多亟待解决的城市发展挑战。理解城市空气的流动至关重要。
传统城市风场研究多依赖现场实测与简化模型，常面临周期长、精度低的问题。城市的复杂地形与建筑数据对建模网格生成要求严苛，大范围仿真更需平衡精度与效率，复杂边界与建筑壁面的精准解析能力也是提升精确度的关键瓶颈。
本文采用DIMAXER软件的IBM浸入式边界法，对曼彻斯特城市建筑群低空风场开展仿真，验证了DIMAXER的公里级大尺度仿真能力，展现出其在解析复杂城市风环境、赋能多场景决策中的关键价值，可为风工程相关问题提供直观可靠的定制化解决方案。
案例选取曼彻斯特城市地形地貌，聚焦中心城区直径3.6公里核心区域，基于该范围的高程与建筑数据开展计算。
对地面建筑与地形数据进行清理，获得IBM壁面边界：
公里级大尺度求解域覆盖：计算网格采用基于地面高程数据拉伸获得的柱形结构网格，整体计算域直径设为城市模型的1.25倍，壁面信息通过IBM方案写入该柱形区域，保障公里级计算区域的有效覆盖。
建筑特征捕捉与精度保障：最高建筑高度约200m，大部分建筑高度<80m，全域地形最大高差55m。结合建筑高度差异特征，纵向优化网格分布，将最小单元边长设为3.125m，最终生成总单元数约264万，求解点约1.7亿，充分保障建筑壁面的精准解析。
Wall Distance壁面解析效果
为提升大尺度流场的计算效率，采用K3（四阶）精度QNS求解器进行计算，该求解器在兼顾计算精度的同时，具备高效的大规模网格求解能力。
结合城市大尺度风场的流动特征设置边界条件：顶部边界采用压力边界，周向面采用速度边界，城市外围底面设为镜像边界以抑制过度发展的边界层对于建筑的影响。
针对城市大范围风场仿真的高算力需求，本次采用4张游戏级显卡进行计算，实测推进1s物理时间耗时约8分钟。
本案例聚焦于城市建筑群对大气底部流动的影响，同时观测高层建筑在城市风场内的表面压力分布，使用DIMAXER后处理工具获得多维度可视化成果输出。
建筑壁面压力与流线
地形40m等高面流速分布图：
下游建筑群局部流动：
曼彻斯特城市风场仿真验证了DIMAXER软件公里级的大尺度仿真能力。该能力可结合短时气象雷达数据，为无人机航线动态调整与风险规避、城市污染物扩散评估、行人舒适性及风灾风险评估提供科学风场依据，助力构建安全宜居城市。
同时，这一仿真能力的突破，进一步完善了DIMAXER软件多尺度、系统级仿真能力体系，对于受风资源与地形条件深刻影响的风电产业具备针对性技术价值。在风电领域，DIMAXER已具备成熟的装备级仿真能力，成功应用于10MW风电桨叶的气动仿真，结合DIMAXER公里级大尺度仿真能力，可对丘陵等复杂地貌下的风资源进行评估，为山区风电场的选址、风电装备布局及经济效益预测提供数据支持，进一步提升风电产业开发效率，助力风电产业升级。
从装备级的微观精细仿真，到城市级的宏观大尺度仿真，DIMAXER已验证了在不同场域、不同尺度场景下的高精度仿真能力，可为多样化的工程实际需求提供精准赋能。未来，经过多场景经验的复用迭代，DIMAXER将不断拓展大尺度、高精度仿真的应用边界，为城市规划建设、低空经济发展、新能源开发等更多领域提供更专业、全面的技术解决方案。
