CFD（計算流體力學）技術的發展源于核武器、航空航天等一些高科技領域。過去由于CFD技術涉及復雜的流體力學理論讓人望而卻步。如今，隨著計算機以及相關技術的迅速發展，特別是一些 CFD商業軟件的出現，CFD技術已不再是停留在“象牙塔”中的高深學問，它已在各個工業領域中發揮出越來越大的作用。知網的數據顯示，CFD相關文獻在各行業內的分布較均衡且數量較多，說明目前CFD在國內的影響非常廣泛。

CFD相關文獻在各行業中的分布情況（來源于知網2022年2月）

CFD在各行業的一些應用如下。

1. 航空航天

就航空航天工程應用而言，CFD的貢獻與成就是舉世矚目的，從低速、高速、跨聲速、超聲速到高超聲速，CFD數值技術在不斷地拓展其應用范圍。在工程應用方面，CFD經歷了從平板/翼型到機翼/全機的復雜構型數值模擬，從簡單的簡諧運動到六自由度多體分離、投放，螺旋槳、直升機滑流，這些無不凝聚著CFD研究人員與工程師們的智慧與付出。從單一 流場的數值模擬到氣動噪聲、考慮結構變形、電磁計算、等離子控制和飛行力學等學科的耦合，CFD技術在氣動設計、氣動彈性、等離子主動控制、多物理場耦合、數字化飛行、控制律驗證等領域發揮著越來越重要的作用。CFD不再僅僅是一個計算平臺，而且開始成為飛行器設計過程中不可缺少的工具。

2. 化工

化工工程是CFD重要的應用與發展領域，著名的CFD商業軟件Fluent就誕生于化工領域，CFD能夠準確地描述化工過程中的流體流動、混合、傳熱規律，近年來逐漸開始耦合到化學反應中應用于化學工程領域，并表現出巨大潛力。采用CFD與化學反應動力學相結合的方法可以將反應器內流動、混合、傳熱、反應等過程同時考慮，從而實現對非理想反應器的準確數值模擬。

3. 車輛與船舶

在汽車行業里，CFD的應用是非常廣泛的。從發動機、電池、電機，到冷卻系統、潤滑系統、空調系統，再到整車流場、空氣動力學開發、整車熱管理分析、水管理分析、 氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。

在船舶工程領域，CFD模擬計算可以研究諸如波浪破碎、砰擊等強非線性現象。目前基于CFD構建的數值水池模型已經可以對船舶的興波阻力、運動響應、甲板上浪等現象進行初步的模擬與研究。采用CFD對高速航行的船舶阻力性能進行綜合型研究，計入興波非線性、流體黏性、船體自身運動等諸多因素的影響，已經具備的初步可行性與實際價值。船舶CFD技術的長遠目標，是代替船模試驗，為船舶水動力性能設計提供一個較大范圍雷諾數的數值模擬工具。它不僅可以預報各類船舶在靜水中航行時的阻力，以及與推進裝置結合起來的推進性能，它還可以根據風、浪、流等環境載荷，預報實尺度船舶在海浪上的航行性能，包括快速性與波浪失速。

4. 能源

以風電中風能資源評估為例，隨著計算機技術的迅速發展，數值模擬方法已成為風能資源分析和評估最有效的技術手段。該方法基于大氣空氣動力以及熱力學的基本原理給出計算域內連續分布的風資源分布狀況。理論上講數值模擬可模擬地形表面任意高度、水平分辨率幾米至幾公里不等、不同地貌特征的風能資源分布，可以使用氣象資料作為初場進行模擬。

5. 礦業與冶金

以濕法冶金應用為例，CFD技術利用流體力學、傳熱學、冶金反應工程學等多學科交叉模擬實際反應過程中難以檢測和控制的環節，避免了傳統的基于半經驗、半理論方法對攪拌釜內多相流的預測缺陷，可節約成本、時間，以較小的代價達到優化反應設備、控制最佳反應過程的目。

6. 水利水電

以水利水電工程中灌漿工程為例，CFD模擬分析比理論分析更為直觀和細致，其不僅可以了解灌漿結果，而且可連續動態地展示整體和局部的漿液擴散發展過程。CFD模擬分析比傳統試驗研究具有更大的靈活性和經濟性，能綜合考慮更多的影響因素。CFD模擬分析可以揭示漿液在巖體裂隙和孔隙中的流動規律，并可以為灌漿工程的有效性分析提供理論基礎。由于灌漿工程面臨地質條件的不確定性和復雜性，施工過程工藝流程復雜，傳統的理論分析和經驗判斷對于指導灌漿工程存在很大困難，結果導致很多灌漿工程的質量管控存在偏差。隨著計算機技術和啟發式算法等新技術的發展，灌漿預測研究日漸成為解決壩基灌漿質量控制問題的重要理論與技術手段。

7. 農業

自20世紀90年代來，CFD技術開始應用于農業領域，目前CFD技術已被證明是一種有效和成熟的工具，可用于分析受控環境農業（設施農業）中的流體動力學、熱力學和復雜的流體現象。目前CFD技術多應用于溫室、畜牧舍、植物工廠內部氣流場、溫度場等環境模擬研究。

8. 生物醫學

以顱內動脈瘤分析為例，借助計算流體力學（CFD）的手段，結合CT與MRI醫學影像可對真實病人顱內動脈瘤進行血流動力學分析，能夠分析出破裂的動脈瘤有高壁面摩擦力（’WSS）、高切應力震蕩指數（OSI）及明確的正負剪切力散度（’WSSD）分布。

以呼吸系統研究為例，由于呼吸系統幾何結構的復雜性和真實人體呼吸系統疾病的難以檢測，使用CFD對呼吸系統進行模擬計算，可以對呼吸系統的幾何結構進行計算機上的三維構建，對顆粒物和氣流的流動沉積現象進行計算機上的數值計算和圖像顯示，節省人力物力。因此，應用CFD對呼吸系統中顆粒物和空氣的流動情況進行模擬成為了一種重要的研究手段。

9. 環保

以污水環保領域為例，采用CFD方法模擬全尺寸污水處理箱的流場分布特性，分析攪拌漿在不同組合下的混合傳質能力，可以有效控制流動狀態，避免池中的死水區和改善污泥沉淀等現象，從而提高系統整體的污水處理能力、降低系統能量消耗。

10. 建筑

以建筑物進行風環境分析為例，通過CFD可在較短周期內即可對城市街區風環境這樣大型、復雜問題完成數值模擬。模擬結果也可通過計算機圖形學技術直觀地導出，以便專業人員理解。相比風洞實驗而言，復雜的周邊環境和建筑布局也不再構成難題，計算機數值模擬可以不受客觀條件的限制，對各種不同空間布局的城市街區進行風環境模擬，并獲得詳盡數據。在計算機數值模擬風環境的過程中，可以通過調整邊界條件的設定方便地模擬出接近真實的自然風環境。

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