自從1981 年英國CHAM 公司首先推出求解流動與傳熱問題的商業軟件PHOENICS以來，迅速在國際軟件產業中形成了通稱為CFD 軟件的產業市場。到今天，全世界至少已有50余種這樣的流動與傳熱問題的商業軟件，在促進CFD技術應用于工業實際中起了很大的作用。下面介紹當今世界上應用較廣的CFD商業軟件。

(1) CFX

該軟件采用有限容積法、拼片式塊結構化網絡，在非正交曲線坐標(適體坐標) 系上進行離散，變量的布置采用同位網格方式。對流項的離散格式包括一階迎風、混合格式、QUICK、CONDIF、MUSCI及高階迎風格式。壓力與速度的耦合關系采用SIMPLE系列算法(SIMPLEC),代數方程求解的方法中包括線迭代、代數多重網絡、ICCG、STONE 強隱方法及塊隱式(BIM)。軟件可計算不可壓縮及可壓縮流動、耦合傳熱問題、多相流、化學反應、氣體燃燒等問題。

(2) FIDAP

這是英語Fluid Dynamics Analysis Package 的縮寫，系于1983年由美國Fluid Dynamics International Inc. 推出，是世界上第一個使用有限元法(FEM) 的CFD軟件。可以接受如I-DEAS、PATRAN、ANSYS和ICEMCFD 等著名生成網格的軟件所產生的網格。該軟件可以計算可壓縮及不可壓縮流、層流與湍流、單相與兩相流、牛頓流體及非牛頓流體的流動問題。

(3) FLUENT

這一軟件由美國FLUENT Inc.于1983年推出，是繼PHOENICS 軟件之后的第二個投放市場的基于有限容積法的軟件。它包含有結構化及非結構化網格兩個版本。在結構化網格版本中有適體坐標的前處理軟件，同時也可以納入I- DEAS、PATRAN、ANSYS 和ICEMCFD 等著名生成網格的軟件所產生的網格。速度與壓力耦合采用同位網格上的SIMPLEC 算法。對流項差分格式納入了一階迎風、中心差分及QUICK 等格式。軟件能計算可壓縮及不可壓縮流動、含有粒子的蒸發、燃燒過程、多組分介質的化學反應過程等問題。

(4) PHOENICS

這是世界上第一個投放市場的CFD 商業軟件，可以算是CFD商用軟件的鼻祖。這一軟件中所采用的一些基本算法，如SIMPLE 方法、混合格式等，正是由該軟件創始人D. B. Spalding及其合作者S. V. Patankar 等所提出的，對以后開發的商業軟件有較大的影響。近年來，PHOENICS軟件在功能上與方法方面做了較大的改進，包括納入拼片式多網格及細密網格嵌入技術，同位網格及非結構化網格技術; 在湍流模型方面開發了通用的零方程、低Reynolds k-E模型、RNG k-E模型等。應用這一軟件可計算大量的實際工作問題，其中包括： 城市污染預測、葉輪中的流動、管道流動。

(5) STAR-CD

這一軟件名稱是英語Simulation of Turbulent Flow in Arbitrary Region 的縮寫，連字符后的CD 是開發商Computational Dynamics Ltd 的簡稱。這是基于有限容積法的一個通用軟件。在網格生成方面，采用非結構化網格，單元的形態可以有六面體、四面體、三角形截面的棱柱體、金字塔形的錐體及六種形狀的其它多面體。應用這一軟件可以計算穩態與非穩態流動、牛頓流及非牛頓流體的流動、多孔介質中的流動、亞音速及超音速流動，并且這一軟件在世界汽車工業中應用的十分廣泛。2100433B

CFD 軟件的一般結構由前處理、求解器、后處理三部分組成。前處理、求解器及后處理三大模塊，各有其獨特的作用，分別表示如下。

前處理

a. 幾何模型

b. 劃分網格

求解器

a. 確定CFD 方法的控制方程

b. 選擇離散方法進行離散

c. 選用數值計算方法

d. 輸入相關參數

后處理

速度場、溫度場、壓力場及其它參數的計算機可視化及動畫處理

CFD 軟件一般都能推出多種優化的物理模型，如定常和非定常流動、層流、紊流、不可壓縮和可壓縮流動、傳熱、化學反應等等。對每一種物理問題的流動特點，都有適合它的數值解法，用戶可對顯式或隱式差分格式進行選擇，以期在計算速度、穩定性和精度等方面達到最佳。CFD 軟件之間可以方便地進行數值交換，并采用統一的前、后處理工具，這就省卻了科研工作者在計算機方法、編程、前后處理等方面投入的重復、低效的勞動,而可以將主要精力和智慧用于物理問題本身的探索上。

本書首先介紹了計算流體力學的基礎知識，然后通過四個精心挑選的例子介紹了計算流體力學中的重要方法和處理技巧。這些例子都有理論上的解析解，讀者可以將CFD計算的結果與解析解進行對比，從而更深入地了解CFD的基本概念、思路、方法、用途和優缺點。在此基礎上，本書的最后一部分介紹了計算流體力學中的幾個前沿問題。本書選擇和編排內容的這種方式非常適合沒有接觸或者很少接觸計算流體力學的讀者。無論是各專業的學生，還是不同領域的科研和工程技術人員，本書都能夠使讀者從基本概念出發，一步一步地進入到計算流體力學的整個領域，掌握其中的概念、方法和應用技巧。

本書內容包括：計算流體力學的特點和意義，流體力學基本方程及其分類，發展型偏微分方程有限差分和有限體積方法的基本概念、重要性質和典型算法，貼體網格生成基礎，激波的數值計算理論，可壓縮流動的典型計算方法，不可壓縮流動的數值計算方法初步。

本書是計算流體力學(CFD)方面的入門書。這些例子都有理論上的解析解，讀者可以將CFD計算的結果與解析解進行對比，從而更深入地了解CFD的基本概念、思路、方法、用途和優缺點。在此基礎上，本書的最后一部分介紹了計算流體力學中的幾個前沿問題。本書選擇和編排內容的這種方式非常適合沒有接觸或者很少接觸計算流體力學的讀者。無論是各專業的學生，還是不同領域的科研和工程技術人員，本書都能夠使讀者從基本概念出發，一步一步地進入到計算流體力學的整個領域，掌握其中的概念、方法和應用技巧。 本書既可作為力學專業高年級本科生和非力學專業研究生教材，也可作為航空航天、動力工程、建筑、水利、環境等專業科研和工程技術人員的參考讀物。