計算流體力學是用電子計算機和離散化的數值方法對流體力學問題進行數值模擬和分析的一個新分支。
簡介,一般結構,商業軟體,
簡介
CFD 軟體一般都能推出多種最佳化的物理模型，如定常和非定常流動、層流、紊流、不可壓縮和可壓縮流動、傳熱、化學反應等等。對每一種物理問題的流動特點，都有適合它的數值解法，用戶可對顯式或隱式差分格式進行選擇，以期在計算速度、穩定性和精度等方面達到最佳。CFD 軟體之間可以方便地進行數值交換，並採用統一的前、後處理工具，這就省卻了科研工作者在計算機方法、編程、前後處理等方面投入的重複、低效的勞動,而可以將主要精力和智慧用於物理問題本身的探索上。
一般結構
CFD 軟體的一般結構由前處理、求解器、後處理三部分組成。前處理、求解器及後處理三大模組，各有其獨特的作用，分別表示如下。
前處理
a. 幾何模型
b. 劃分格線
求解器
a. 確定CFD 方法的控制方程
b. 選擇離散方法進行離散
c. 選用數值計算方法
d. 輸入相關參數
後處理
速度場、溫度場、壓力場及其它參數的計算機可視化及動畫處理
商業軟體
自從1981 年英國CHAM 公司首先推出求解流動與傳熱問題的商業軟體PHOENICS以來，迅速在國際軟體產業中形成了通稱為CFD 軟體的產業市場。到今天，全世界至少已有50餘種這樣的流動與傳熱問題的商業軟體，在促進CFD技術套用於工業實際中起了很大的作用。下面介紹當今世界上套用較廣的CFD商業軟體。
(1) CFX
該軟體採用有限容積法、拼片式塊結構化網路，在非正交曲線坐標(適體坐標) 繫上進行離散，變數的布置採用同位格線方式。對流項的離散格式包括一階迎風、混合格式、QUICK、CONDIF、MUSCI及高階迎風格式。壓力與速度的耦合關係採用SIMPLE系列算法(SIMPLEC),代數方程求解的方法中包括線疊代、代數多重網路、ICCG、STONE 強隱方法及塊隱式(BIM)。軟體可計算不可壓縮及可壓縮流動、耦合傳熱問題、多相流、化學反應、氣體燃燒等問題。
(2) FIDAP
這是英語Fluid Dynamics Analysis Package 的縮寫，繫於1983年由美國Fluid Dynamics International Inc. 推出，是世界上第一個使用有限元法(FEM) 的CFD軟體。可以接受如I-DEAS、PATRAN、ANSYS和ICEMCFD 等著名生成格線的軟體所產生的格線。該軟體可以計算可壓縮及不可壓縮流、層流與湍流、單相與兩相流、牛頓流體及非牛頓流體的流動問題。
(3) FLUENT
這一軟體由美國FLUENT Inc.於1983年推出，是繼PHOENICS 軟體之後的第二個投放市場的基於有限容積法的軟體。它包含有結構化及非結構化格線兩個版本。在結構化格線版本中有適體坐標的前處理軟體，同時也可以納入I- DEAS、PATRAN、ANSYS 和ICEMCFD 等著名生成格線的軟體所產生的格線。速度與壓力耦合採用同位格線上的SIMPLEC 算法。對流項差分格式納入了一階迎風、中心差分及QUICK 等格式。軟體能計算可壓縮及不可壓縮流動、含有粒子的蒸發、燃燒過程、多組分介質的化學反應過程等問題。
(4) PHOENICS
這是世界上第一個投放市場的CFD 商業軟體，可以算是CFD商用軟體的鼻祖。這一軟體中所採用的一些基本算法，如SIMPLE 方法、混合格式等，正是由該軟體創始人D. B. Spalding及其合作者S. V. Patankar 等所提出的，對以後開發的商業軟體有較大的影響。近年來，PHOENICS軟體在功能上與方法方面做了較大的改進，包括納入拼片式多格線及細密格線嵌入技術，同位格線及非結構化格線技術; 在湍流模型方面開發了通用的零方程、低Reynolds k-E模型、RNG k-E模型等。套用這一軟體可計算大量的實際工作問題，其中包括： 城市污染預測、葉輪中的流動、管道流動。
(5) STAR-CD
