2026年计算流体动力学简介

第一章计算流体动力学（CFD）的起源与发展第二章CFD基本原理与数学模型第三章CFD数值方法与求解策略第四章CFD网格生成与优化技术第五章CFD应用前沿与工业实践第六章2026年CFD发展趋势与展望01第一章计算流体动力学（CFD）的起源与发展第一章计算流体动力学（CFD）的起源与发展古代流体力学的萌芽古希腊时期，阿基米德浮力定律的发现牛顿的流体力学基础17世纪，牛顿提出了粘性流体运动的基本方程——Navier-Stokes方程CFD的早期发展20世纪初，雷诺数概念的提出标志着流体力学从理论向实验计算的过渡现代CFD的诞生1940年代，NACA开发的早期CFD程序奠定了现代CFD的基础计算技术的革命1950年代至1970年代，计算机技术的进步使CFD从理论走向实际应用CFD的广泛应用1980年代至今，CFD在航空、化工、能源等领域的广泛应用CFD发展历程的图文展示CFD的发展历程是一个从理论到实践、从简单到复杂的过程。从古希腊的阿基米德浮力定律开始，到牛顿提出的Navier-Stokes方程，再到20世纪初雷诺数概念的提出，流体力学逐渐从纯理论走向实验计算。1940年代，NACA开发的早期CFD程序奠定了现代CFD的基础。随着计算机技术的进步，CFD在1950年代至1970年代从理论走向实际应用。1980年代至今，CFD在航空、化工、能源等领域得到了广泛应用。图1展示了CFD发展历程的关键节点，包括重要理论发现、技术突破和应用领域。02第二章CFD基本原理与数学模型第二章CFD基本原理与数学模型连续介质假设CFD的基础是连续介质假设，即在宏观尺度上流体被视为连续分布的介质Navier-Stokes方程Navier-Stokes方程是CFD的核心控制方程，描述了流体的运动和传递过程湍流建模湍流是CFD研究的重点，本章将介绍多种湍流建模方法多相流模型多相流模型是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理能量方程能量方程描述了流体内部能的传递过程，本章将介绍其在CFD中的应用辐射传输方程辐射传输方程是CFD的重要补充，本章将介绍其在高温环境中的应用CFD基本原理的图文展示CFD的基本原理和数学模型是理解流体动力学模拟的基础。连续介质假设是CFD的基础，即在宏观尺度上流体被视为连续分布的介质。Navier-Stokes方程是CFD的核心控制方程，描述了流体的运动和传递过程。湍流建模是CFD研究的重点，本章将介绍多种湍流建模方法，包括雷诺平均法（RANS）、大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）。多相流模型是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理。能量方程描述了流体内部能的传递过程，本章将介绍其在CFD中的应用。辐射传输方程是CFD的重要补充，本章将介绍其在高温环境中的应用。图2展示了Navier-Stokes方程的数学表达形式及其物理意义。03第三章CFD数值方法与求解策略第三章CFD数值方法与求解策略有限差分法有限差分法是最早的CFD数值方法，本章将介绍其基本原理和应用有限体积法有限体积法是CFD中最常用的数值方法，本章将介绍其基本原理和应用有限元素法有限元素法在结构流体耦合中优势明显，本章将介绍其基本原理和应用并行计算并行计算是提高CFD计算效率的重要手段，本章将介绍其基本原理和应用高阶格式高阶格式可以提高CFD的精度，本章将介绍其基本原理和应用多物理场耦合算法多物理场耦合算法是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用CFD数值方法的图文展示CFD的数值方法和求解策略是CFD模拟的核心技术。有限差分法是最早的CFD数值方法，本章将介绍其基本原理和应用。有限体积法是CFD中最常用的数值方法，本章将介绍其基本原理和应用。有限元素法在结构流体耦合中优势明显，本章将介绍其基本原理和应用。并行计算是提高CFD计算效率的重要手段，本章将介绍其基本原理和应用。高阶格式可以提高CFD的精度，本章将介绍其基本原理和应用。多物理场耦合算法是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用。图3展示了有限体积法的数学表达形式及其物理意义。04第四章CFD网格生成与优化技术第四章CFD网格生成与优化技术结构化网格结构化网格是最早的CFD网格类型，本章将介绍其基本原理和应用非结构化网格非结构化网格是CFD中最常用的网格类型，本章将介绍其基本原理和应用网格加密网格加密可以提高CFD的精度，本章将介绍其基本原理和应用网格平滑网格平滑可以提高CFD的稳定性，本章将介绍其基本原理和应用自适应网格自适应网格可以动态调整网格密度，本章将介绍其基本原理和应用六面体网格六面体网格在计算效率上优势明显，本章将介绍其基本原理和应用CFD网格生成与优化技术的图文展示CFD网格生成与优化技术是CFD模拟的重要环节。结构化网格是最早的CFD网格类型，本章将介绍其基本原理和应用。非结构化网格是CFD中最常用的网格类型，本章将介绍其基本原理和应用。网格加密可以提高CFD的精度，本章将介绍其基本原理和应用。网格平滑可以提高CFD的稳定性，本章将介绍其基本原理和应用。自适应网格可以动态调整网格密度，本章将介绍其基本原理和应用。六面体网格在计算效率上优势明显，本章将介绍其基本原理和应用。图4展示了结构化网格和非结构化网格的对比。05第五章CFD应用前沿与工业实践第五章CFD应用前沿与工业实践多物理场耦合模拟多物理场耦合模拟是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用AI与CFD的融合AI与CFD的融合是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用数字孪生技术数字孪生技术是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用新兴材料模拟新兴材料模拟是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用工业应用案例本章将介绍CFD在工业领域的应用案例CFD的价值链分析本章将分析CFD在工业领域的价值链CFD应用前沿与工业实践的图文展示CFD应用前沿与工业实践是CFD的重要发展方向。多物理场耦合模拟是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用。AI与CFD的融合是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用。数字孪生技术是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用。新兴材料模拟是CFD的重要应用领域，本章将介绍其基本原理和应用。本章将介绍CFD在工业领域的应用案例。本章将分析CFD在工业领域的价值链。图5展示了CFD在工业领域的应用案例。06第六章2026年CFD发展趋势与展望第六章2026年CFD发展趋势与展望可解释AI模型可解释AI模型是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用数字孪生技术数字孪生技术是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用量子计算模拟量子计算模拟是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用AI加速CFD计算AI加速CFD计算是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用CFD与新兴技术的融合CFD与新兴技术的融合是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用未来CFD发展路线图本章将介绍未来CFD发展路线图2026年CFD发展趋势与展望的图文展示2026年CFD发展趋势与展望是CFD的重要发展方向。可解释AI模型是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用。数字孪生技术是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用。量子计算模拟是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用。AI加速CFD计算是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用。CFD与新兴技术的融合是CFD的重要发展方向，本章将介绍其基本原理和应用。本章将介绍未来CFD发展路线图。图6展示了量子计算模拟在CFD中的应用。总结CFD技术的发展经历了从理论到实践、从简单到复杂的过程。从古希腊的阿基米德浮力定律开始，到牛顿提出的Navier-Stokes方程，再到20世纪初雷诺数概念的提出，流体力学逐渐从