计算流体力学（CFD）的基本思想

资 源 简 介

计算流体力学（CFD）的基本思想

详 情 说 明

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）的核心思想是利用数值计算的方法求解流体运动的控制方程，从而模拟和分析流体的流动现象。它的基本步骤包括：

数学建模：将流体运动的基本物理规律（如质量守恒、动量守恒、能量守恒）用微分方程（如Navier-Stokes方程）描述。 离散化：将连续的微分方程转化为离散的代数方程，常用的方法包括有限差分法、有限体积法和有限元法。 数值求解：借助计算机迭代求解离散后的方程组，模拟流体的速度、压力、温度等物理量的变化。 结果分析：通过可视化手段（如流线图、压力云图）分析计算结果，验证模型的准确性或优化设计。

在Matlab中，CFD模拟通常涉及以下流程：构建计算网格、设置边界条件、编写迭代求解算法等。例如，可以利用有限差分法求解二维不可压缩流体的流动，通过压力-速度耦合计算流场分布。虽然实际CFD仿真往往需要更复杂的工具（如OpenFOAM、ANSYS Fluent），但Matlab能帮助初学者理解基本计算逻辑，为后续深入学习奠定基础。

CFD广泛应用于航空航天、汽车设计、能源工程等领域，是连接理论分析与实验研究的重要桥梁。