computational fluid dynamics
jisuan liuti lixue
利用电子计算机和各种数值方法，对流体力学问题进行数值模拟和分析的学科。是流体力学的一个分支。通过理论分析解决流体力学问题是用数学方法求得问题的定量结果，但是许多实际问题很难获得函数形式的解析表达式，计算流体力学正是为弥补分析方法的不足而发展起来的。通常把20世纪60年代中期作为计算流体力学兴起的标志，计算流体力学已普遍应用于流体力学的各个领域。
计算流体力学中使用的数值方法很多，以有限差分法、有限元法、有限基本解法使用最广。有限差分法是先用网格将定解问题的定义区域剖分，然后在网格点上按选定的数值微分公式将问题中的微商换成差商，将原问题离散化为差分格式，最后求出问题的数值解。有限元法，是将流体区域分割为有限个子区域，每个子区域内流体的物理量分布用包含有限个参数的简单函数来近似，再用这些函数的集合近似代替整个流动区域内的物理量分布函数，于是求解微分方程问题转化为求解有限个待定参数的代数方程组，进而获得问题的数值解。有限基本解法，是用一些形式比较简单，而在流动区域内又满足位势流动(流动中的3个速度分量可以使用一个标量函数代替的流动)方程的解析函数作为基本解，再将这些解线性迭加，使其满足各种形状物体的边界条件，从而得出具体流动问题的速度分布。
计算流体力学适应性强，应用范围广，能详细给出各种数值结果，可以通过图象显示形象地描述流动过程，能自由地改变各种流动参数进行数值模拟，比实验省钱省时。缺点是不能给出函数形式的解析表达式，某些情况下，解的存在性和唯一性缺乏严格证明，数值结果须通过实验检验。
舰艇、飞机、火箭等海军兵器在设计过程中都需要选择最佳外形，确定流体作用力和力矩。根据流体动力学理论，使用计算流体力学各种方法进行数值模拟，可大大节省费用，缩短设计周期，计算流体力学对于海军兵器的研制具有重要意义。