CFD進(jìn)行流動(dòng)和傳熱模擬分析的基本思想是利用一系列有限個(gè)離散點(diǎn)上的變量值來(lái)代替空間域上連續(xù)的物理量的場(chǎng)，如速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，之后，按照流體力學(xué)原理建立這些離散點(diǎn)上變量之間的代數(shù)方程組，通過(guò)求解這些方程組來(lái)獲得場(chǎng)變量的近似值。

常用的CFD軟件包括CFX、FLUENT、PHOENICS、STAR-CD等。

CFD軟件包括三個(gè)主要環(huán)節(jié)：前處理、求解過(guò)程和后處理，對(duì)應(yīng)的程序模塊分別為前處理器、求解器和后處理器。

前處理環(huán)節(jié)是向CFD軟件輸入待求問(wèn)題的相關(guān)數(shù)據(jù)，這個(gè)過(guò)程要借助與求解器對(duì)應(yīng)的對(duì)話(huà)框等圖形界面完成，一般分為以下幾個(gè)步驟：

(1)定義待求問(wèn)題的幾何計(jì)算域。

(2)將計(jì)算域劃分為多個(gè)互不重疊的子區(qū)域，形成由單元構(gòu)成的網(wǎng)格。

(3)抽象待求問(wèn)題的物理和化學(xué)現(xiàn)象，選擇相應(yīng)控制方程。

(4)定義流體的物性參數(shù)。

(5)設(shè)定計(jì)算域的邊界條件。

(6)若為瞬態(tài)問(wèn)題，則需設(shè)定初始條件。

求解器的核心是數(shù)值求解算法，常用的求解算法包括有限差分、有限元和有限體積法等。這些算法的求解過(guò)程大致相同，差別只在于流動(dòng)變量被近似的方式和相應(yīng)的離散化過(guò)程，一般包括以下步驟：

(1)使用簡(jiǎn)單函數(shù)得到近似的流動(dòng)變量。

(2)將這些近似值代入控制方程中，形成離散方程組。

(3)求解代數(shù)方程組。

后處理器的作用是觀(guān)察和分析流動(dòng)計(jì)算的結(jié)果。隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展，后處理功能也越來(lái)越豐富，可輸出矢量圖、云圖、散點(diǎn)圖、等值線(xiàn)圖以及動(dòng)態(tài)模擬效果，方便用戶(hù)直觀(guān)地了解CFD的計(jì)算結(jié)果。

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