什么是计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)？

计算流体力学（CFD）是研究流体、液体和气体的行为，通过使用运行数值方法软件的强大计算机，了解固体与周围流动流体的相互作用对许多机械设备的设计具有重要意义。CFD扩展了流体动力学研究和实验的主题。一些计算专家流体力学主要研究旋涡。传统上，计算流体力学研究是在风洞或带有真实或模型飞机、汽车和船只的流动水箱中进行的。利用CFD，可以研究火山喷发、飓风、水中或空气中的静止涡等各种事件的机理，洋流、野火的过程等等都是潜在的目标。这些研究的一个局限是对每个系统必须定义的变量的了解。最小变量包括温度、压力，以及在指定边界处发生化学反应的系统的组分。CFD软件基于Navier-Stokes方程组的解，或对方程组的简化。在系统中的一个已知边界上定义感兴趣的变量。在系统上放置一个二维或三维的虚拟网格，并对每个虚拟边界上进出流体的性质进行了求解，CFD软件的开发与计算能力的可用性并行，由于算法需要反复计算和优化，直到找到解决方案。车辆设计是流体动力学实验的经常目标。汽车周围的气流影响性能、油耗和噪音水平。飞机、船只，特别是太空飞行器依靠这些研究来预测热量或冰的积聚以及流线型化以减少摩擦损失散热是计算流体力学中的一个重要课题。所有电子元件都容易受热，通常被封闭在空气流通受限的小盒子里。通过使用CFD模型，设计者可以重新布置元件以获得更好的气流和冷却效果。边界层条件的研究通过计算来解决流体动力学。边界层是指沿着固体表面静止的非常薄的流体层，在这个微环境中，腐蚀、传热，而组分浓度水平是最关键的。获得计算流体力学领域的技能通常需要化学工程或类似专业的教育。对传质、传热、动力学和流体动力学有透彻的了解是必要的软件包通常由软件公司教授，或者技能是在工作中开发的。