精細(xì)化工過程安全動態(tài)評估示范應(yīng)用平臺需求一、采購背景在推進(jìn)科研院所扶持專項《精細(xì)化工過程安全動態(tài)評估、預(yù)警和可視化事故場景應(yīng)急決策技術(shù)研究及示范應(yīng)用》工作過程中，需針對熱失控、一次性加料等異常工況開展工業(yè)化反應(yīng)器內(nèi)部三維仿真模擬，通過獲取工業(yè)化生產(chǎn)的反應(yīng)釜及反應(yīng)體系的各項參數(shù)，包括傳質(zhì)量、傳熱、反應(yīng)速率等，因此需要采購開發(fā)建設(shè)一套化工可視化軟件以保障項目的順利推進(jìn)。工藝分析建模平臺及化工計算模擬軟件一方面可對小試過程中獲得的基礎(chǔ)熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行修正；另一方面通過CFD軟件進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)模擬，模擬獲取不同尺度反應(yīng)器內(nèi)部的溫度、壓力流場隨時間的變化，可再現(xiàn)或預(yù)測反應(yīng)器發(fā)生失控后的災(zāi)變演化過程。與此同時，化工計算模擬軟件不僅能滿足項目開展需求，還能補(bǔ)全目前我院針對危險化學(xué)品全鏈條安全研究中的技術(shù)缺項。鑒于上述，危險化學(xué)品安全研究所（實(shí)驗中心）提出了精細(xì)化工過程安全動態(tài)評估示范應(yīng)用平臺（軟件-具有多相流化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散的模擬及可視化、預(yù)警）的需求，為后期科研項目的開展提供保障。二、實(shí)施目標(biāo)完成精細(xì)化工過程安全動態(tài)評估示范應(yīng)用開發(fā)軟件并建設(shè)相應(yīng)平臺。實(shí)時動態(tài)評估：基于實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，自動識別潛在安全風(fēng)險。多因素耦合分析：綜合考慮化學(xué)反應(yīng)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境條件等因素。智能預(yù)警與決策支持：提供自動化風(fēng)險預(yù)警和優(yōu)化建議。行業(yè)示范應(yīng)用：推動安全評估技術(shù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升行業(yè)整體安全水平。對軟件使用人進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，使操作者熟悉軟件各個功能模塊，并盡快應(yīng)用到《精細(xì)化工過程安全動態(tài)評估、預(yù)警和可視化事故場景應(yīng)急決策技術(shù)研究及示范應(yīng)用》工作中。三、采購清單序號類別軟件（設(shè)備）名稱單位單位配置要求1化工可視化軟件精細(xì)化工計算模擬軟件1套適用于工業(yè)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及其反應(yīng)體系仿真模擬的用以輔助本質(zhì)安全評估的可視化平臺（軟件）。該工業(yè)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及反應(yīng)體系仿真模擬與本質(zhì)安全評估可視化平臺是一款集多物理場耦合建模、動態(tài)過程模擬、實(shí)時風(fēng)險評估于一體的智能化軟件系統(tǒng)，專為化工、制藥、能源等行業(yè)的反應(yīng)器設(shè)計優(yōu)化、工藝安全分析及事故預(yù)防提供技術(shù)支持。平臺基于計算流體力學(xué)（CFD）、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、熱力學(xué)及結(jié)構(gòu)力學(xué)等核心算法，可精確模擬反應(yīng)器內(nèi)部流場分布、溫度場演化、組分?jǐn)U散行為及結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)，并結(jié)合本質(zhì)安全評估方法（如HAZOP、QRA、LOPA），實(shí)現(xiàn)從微觀反應(yīng)機(jī)理到宏觀工藝安全的全流程數(shù)字化分析。其可視化功能支持3D反應(yīng)器模型交互式操作、實(shí)時風(fēng)險熱力圖展示及事故場景動態(tài)推演，為工程技術(shù)人員提供直觀、高效、精準(zhǔn)的決策工具，顯著提升工藝安全性、可靠性及合規(guī)性。四、技術(shù)要求序號軟件名稱單位數(shù)量儀器/軟件功能與技術(shù)參數(shù)1精細(xì)化工計算模擬軟件套1一、軟件用途面向多相流化學(xué)反應(yīng)仿真的綜合性CFD工具，可實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)、有毒有害氣體泄露擴(kuò)散的仿真，平臺采用B/S架構(gòu)，最終部署于業(yè)務(wù)方服務(wù)器算軟件。二、技術(shù)要求：1、軟件功能1.1軟件包括幾何處理模塊、網(wǎng)格處理模塊、分析求解模塊、后處理模塊等模塊；并且單一軟件可以解決流動、化學(xué)反應(yīng)、顆粒輸運(yùn)等多學(xué)科問題。2、幾何處理模塊2.1幾何處理模塊，可以讀取工業(yè)建模通用CAD格式stl格式。2.2擁有幾何修復(fù)功能與簡單幾何處理，可以識別未封閉的幾何體并自動處理與修復(fù)。具備強(qiáng)大且先進(jìn)的幾何修復(fù)功能以及簡單幾何處理能力。在幾何處理領(lǐng)域，它擁有精準(zhǔn)的識別機(jī)制，能夠敏銳地識別出各類未封閉的幾何體。無論是二維平面上的不規(guī)則圖形，還是三維空間中的復(fù)雜立體形狀，只要存在未封閉的情況，系統(tǒng)都能迅速且準(zhǔn)確地察覺。一旦識別到未封閉的幾何體，系統(tǒng)會依據(jù)預(yù)設(shè)的算法和規(guī)則，自動進(jìn)行高效的處理與修復(fù)操作。修復(fù)過程嚴(yán)格遵循幾何學(xué)的原理和規(guī)范，確保修復(fù)后的幾何體在形狀、尺寸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等方面都符合精確的標(biāo)準(zhǔn)，從而為后續(xù)的工程設(shè)計、數(shù)據(jù)分析等工作提供可靠的基礎(chǔ)。3、網(wǎng)格處理模塊3.1讀取stl文件，并形成2d網(wǎng)格，且以結(jié)構(gòu)網(wǎng)格為主；修改整體的網(wǎng)格尺度；可以讀取stl文件內(nèi)的標(biāo)簽，并賦予界面條件選項；可以按標(biāo)簽進(jìn)行單獨(dú)的面細(xì)化；支持修改features細(xì)化；支持修改面網(wǎng)格到內(nèi)部網(wǎng)格過渡細(xì)化；支持修改復(fù)雜幾何曲面網(wǎng)格多面體占比。3.2支持不同區(qū)域之間的網(wǎng)格布爾操作，并可以區(qū)分不同計算域。支持在不同計算區(qū)域之間進(jìn)行高精度的網(wǎng)格布爾操作（包括并集、交集、差集等），并具備智能區(qū)域識別能力，可自動區(qū)分不同的計算域（如流體域、固體域、多物理場耦合域等）。通過先進(jìn)的網(wǎng)格處理算法，系統(tǒng)能夠確保布爾操作后的網(wǎng)格質(zhì)量，同時保持各計算域的獨(dú)立性和拓?fù)湟恢滦裕m用于復(fù)雜多物理場仿真、流固耦合分析等工程應(yīng)用。3.3可以在網(wǎng)頁顯示網(wǎng)格，且滿足以下要求：旋轉(zhuǎn)幾何體的視角、剖視圖；顯示stl文件的網(wǎng)格；顯示繪制完成的體網(wǎng)格，且展示網(wǎng)格數(shù)量；顯示無邊線模式的幾何。4、流體求解模塊4.1具有多種化學(xué)反應(yīng)求解器，覆蓋各類化學(xué)反應(yīng)求解，可以求解多相流問題或化學(xué)反應(yīng)問題。其中擴(kuò)散求解器能用于氣體擴(kuò)散、大氣浮力的求解器；多相流求解器能夠處理顆粒與連續(xù)相（流體）的雙向耦合、能采用歐拉–拉格朗日方法追蹤反應(yīng)性顆粒。4.2化學(xué)反應(yīng)求解器需要運(yùn)用化學(xué)動力學(xué)求解，具備強(qiáng)大的二次開發(fā)能力：支持自定義化學(xué)方程式，支持對化學(xué)反應(yīng)參數(shù)如吉布斯自由能、反應(yīng)能、反應(yīng)熵、反應(yīng)焓、反應(yīng)熱等進(jìn)行二次開發(fā)；模型的控制方程可以修改或增加方程項，并且具有增加控制方程的能力；具備增加或修改物理屬性、熱力學(xué)屬性、化學(xué)屬性的能力，并且屬性的關(guān)系式具有較強(qiáng)的靈活性；具有自定義前后處理變量的能力；具有靈活輸入邊界、初始數(shù)據(jù)的能力。4.3運(yùn)行控制可以修改時間步長、模擬時長，支持自動CFL；支持殘差實(shí)時顯示；支持單cpu64核以上求解。4.4離散控制支持耗散項離散格式修改，支持5種以上格式，包括高斯線性離散、高斯迎風(fēng)離散、高斯單元限制離散、高斯vanLeer離散等。4.5求解控制支持物理量求解絕對殘差、相對殘差修改。支持物理量方程求解器、平滑求解器修改。支持方程、場松弛修改。支持壓力-速度耦合求解器迭代次數(shù)、循環(huán)次數(shù)修改。4.6支持聲明混合物中的組分（species）并配置輸運(yùn)模型。支持熱物理屬性定義。支持重力、大氣浮力。4.7支持在單個仿真任務(wù)中同時加載顆粒、化學(xué)反應(yīng)、傳熱及自由液面等多物理模型實(shí)現(xiàn)復(fù)雜傳質(zhì)傳熱過程模擬。4.8支持自定義化學(xué)方程式，根據(jù)化學(xué)方程式，自動添加化學(xué)組分。4.9具備高性能并行模塊，進(jìn)行多核并行求解；軟件支持單cpu不少于60核心數(shù)計算的算力。4.10能夠模擬無粘流、層流、湍流，支持k-epsilon、laminar等模型。支持Epsilon、k、alphat參數(shù)修改，默認(rèn)壁面系數(shù)和內(nèi)部流場系數(shù)相同。內(nèi)置近壁面流動的處理方式。4.11支持基于壓力的求解器（分離式、耦合式）和基于密度的求解器（隱式算法、顯式算法）。4.12支持初始嘗試步長控制，支持高速反應(yīng)與慢速反應(yīng)。4.13支持輸入元素、化學(xué)物質(zhì)、反應(yīng)路徑，支持輸入惰性填充氣體。支持輸入動力學(xué)參數(shù)，反應(yīng)類型（如不可逆阿累尼烏斯反應(yīng)、可逆阿累尼烏斯反應(yīng)、高壓/低壓Falloff反應(yīng)）、前因子、溫度指數(shù)、活化溫度。支持可壓縮氣體參數(shù)，摩爾質(zhì)量、高低溫區(qū)間上下限、NASA多項式系數(shù)（用于計算標(biāo)準(zhǔn)生成焓等），傳輸參數(shù)（Sutherland公式中的參考黏度系數(shù)、特征溫度）。5、后處理模塊5.1支持由求解模塊跳轉(zhuǎn)后處理模塊，后處理能顯示壓力場、速度場、成分場等云圖信息。支持矢量的流線、矢量顯示。5.2支持3d、2d的結(jié)果分析，支持模型的旋轉(zhuǎn)、放大、剖切等視圖操作。5.3支持計算過程中部分實(shí)時信息的監(jiān)控，如殘差、出口壓力等信息。網(wǎng)頁單一視角動畫效果呈現(xiàn)，其中擴(kuò)散效果以氣體體積分?jǐn)?shù)或某物理量顯示，自由視角提供可下載結(jié)果文件。5.4支持500萬網(wǎng)格以下結(jié)果的后處理，支持單cpu60核以上求解結(jié)果的后處理顯示，支持中斷計算的部分結(jié)果后處理，支持軟件遠(yuǎn)程連接到服務(wù)器的后處理。5.5支持結(jié)果云端保存和文件下載。6、風(fēng)險預(yù)警模塊6.1數(shù)據(jù)采集功能：收集外部設(shè)備提供的環(huán)境數(shù)據(jù)（如溫度、濕度、壓力）和操作數(shù)據(jù)。設(shè)備為傳感器，通過有線或無線方式傳輸數(shù)據(jù)。6.2預(yù)警管理功能：支持自定義預(yù)警閾值和規(guī)則。分級預(yù)警系統(tǒng)，根據(jù)風(fēng)險程度自動分類（紅、橙、黃、藍(lán)）。自動推送預(yù)警信息至相關(guān)責(zé)任人，支持系統(tǒng)頁面/短信通知等。三、硬件配置(一)一臺用于處理CFD模擬軟件的高性能終端機(jī)，數(shù)量1臺。產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格及配置要求：1.1CPU：≧64核；1.2內(nèi)存：≧8*16GB2Rx4DDR5RDIMM內(nèi)存模塊；1.3硬盤：≧512gSSDM2；1.4機(jī)械硬盤≧4T；(二)一臺用于展示用的終端機(jī)，數(shù)量1臺。2.1CPU：≧20核；≧28線程；2.2內(nèi)存：≧32DDR5-4800RDIMM內(nèi)存模塊；2.3硬盤：≧1TBSATARI2.5SSD；2.4機(jī)械硬盤≧1T；(三)一臺用于展示用的便攜式終端機(jī)，數(shù)量1臺。3.1CPU：≧16核；≧20線程；3.2內(nèi)存：≧16;≧DDR54800MHz，最大內(nèi)存容量≧64；3.3硬盤：≧1TBSSD硬盤（PCIe4.0）；五、采購標(biāo)的數(shù)量、交付時間和地點(diǎn)1.采購數(shù)量：精細(xì)化工可視化平臺；2.交貨期：合同生效后120天內(nèi)；3.交貨地點(diǎn)：用戶指定地點(diǎn)。六、技術(shù)資料和服務(wù)要求技術(shù)支持及服務(wù)1.1要求提供現(xiàn)場安裝和5日的現(xiàn)場培訓(xùn)；1.2要求質(zhì)保期限不少于1年；1.3要求提供不少于3年免費(fèi)技術(shù)支持，不少于5次/年線下項目指導(dǎo)；1.4在質(zhì)保期內(nèi)，用戶可免費(fèi)更新最新版本軟件；1.5免費(fèi)提供一次項目外包計算服務(wù)；1.6供方需保證國內(nèi)有足夠的應(yīng)用支持能力，軟件培訓(xùn)需要中方技術(shù)人員支持，培訓(xùn)語言須有漢語講述。軟件驗收標(biāo)準(zhǔn)及驗收程序2.1軟件能正常運(yùn)行，并能進(jìn)行正常計算、分析處理等，達(dá)到招投標(biāo)文件要求；2.2關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)滿足招投標(biāo)文件要求；3.其他3.1軟件投入使用后，應(yīng)提供至少3年免費(fèi)技術(shù)支持服務(wù)，包括各種系統(tǒng)故障及對各種突發(fā)事件采取應(yīng)急措施等；3.2電話、網(wǎng)絡(luò)咨詢要提供7×8小時不間斷技