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

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

CFD軟件包括三個主要環(huán)節(jié)：前處理、求解過程和后處理，對應(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軟件輸入待求問題的相關(guān)數(shù)據(jù)，這個過程要借助與求解器對應(yīng)的對話框等圖形界面完成，一般分為以下幾個步驟：

(1)定義待求問題的幾何計算域。

(2)將計算域劃分為多個互不重疊的子區(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)定計算域的邊界條件。

(6)若為瞬態(tài)問題，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。這些算法的求解過程大致相同，差別只在于流動變量被近似的方式和相應(yīng)的離散化過程，一般包括以下步驟：

(1)使用簡單函數(shù)得到近似的流動變量。

(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察和分析流動計算的結(jié)果。隨著計算機圖形技術(shù)的發(fā)展，后處理功能也越來越豐富，可輸出矢量圖、云圖、散點圖、等值線圖以及動態(tài)模擬效果，方便用戶直觀地了解CFD的計算結(jié)果。

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