【正文】 有過首先由CFD 數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象而后由實(shí)驗(yàn)予以證實(shí)的例子。CFD軟件一般都能推出多種優(yōu)化的物理模型，如定常和非定常流動(dòng)、層流、紊流、不可壓縮和可壓縮流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等等。對每一種物理問題的流動(dòng)特點(diǎn), 都有適合它的數(shù)值解法, 用戶可對顯式或隱式差分格式進(jìn)行選擇, 以期在計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達(dá)到最佳。CFD軟件之間可以方便地進(jìn)行數(shù)值交換, 并采用統(tǒng)一的前、后處理工具, 這就省卻了科研工作者在計(jì)算機(jī)方法、編程、前后處理等方面投入的重復(fù)、低效的勞動(dòng), 而可以將主要精力和智慧用于物理問題本身的探索上。（三）、CFD的處理方法CFD軟件的一般結(jié)構(gòu)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(dú)特的作用, 分別表示如下:　　前處理求解器后處理作用a. 幾何模型b. 劃分網(wǎng)格a. 確定CFD 方法的控制方程b. 選擇離散方法進(jìn)行離散c. 選用數(shù)值計(jì)算方法d. 輸入相關(guān)參數(shù)速度場、溫度場、壓力場及其它參數(shù)的計(jì)算機(jī)可視化及動(dòng)畫處理目前比較好的CFD軟件有：CFX、Fluent、CFdesign、除了Fluent、CFdesign是美國公司的軟件外，其它三個(gè)都是英國公司的產(chǎn)品 。二、流體力學(xué)理論分析根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律如質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒等，利用數(shù)學(xué)分析的手段，研究流體的運(yùn)動(dòng)，解釋已知的現(xiàn)象，預(yù)測可能發(fā)生的結(jié)果。理論分析的步驟大致如下：（一）、建立“力學(xué)模型”一般做法是：針對實(shí)際流體的力學(xué)問題，分析其中的各種矛盾并抓住主要方面，對問題進(jìn)行簡化而建立反映問題本質(zhì)的“力學(xué)模型”。流體力學(xué)中最常用的基本模型有：連續(xù)介質(zhì)（見連續(xù)介質(zhì)假設(shè)）、牛頓流體、不可壓縮流體、理想流體（見粘性流體）、平面流動(dòng)等。（二）、建立控制方程針對流體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，用數(shù)學(xué)語言將質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒等定律表達(dá)出來，從而得到連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程。此外，還要加上某些聯(lián)系流動(dòng)參量的關(guān)系式（例如狀態(tài)方程），或者其他方程。這些方程合在一起稱為流體力學(xué)基本方程組。流體運(yùn)動(dòng)在空間和時(shí)間上常有一定的限制，因此，應(yīng)給出邊界條件和初始條件。整個(gè)流動(dòng)問題的數(shù)學(xué)模式就是建立起封閉的、流動(dòng)參量必須滿足的方程組，并給出恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和初始條件。（三）、求解方程組在給定的邊界條件和初始條件下，利用數(shù)學(xué)方法，求方程組的解。由于這方程組是非線性的偏微分方程組，難以求得解析解，必須加以簡化，這就是前面所說的建立力學(xué)模型的原因之一。力學(xué)家經(jīng)過多年努力，創(chuàng)造出許多數(shù)學(xué)方法或技巧來解這些方程組（主要是簡化了的方程組），得到一些解析解。（四）、對解進(jìn)行分析解釋求出方程組的解后，結(jié)合具體流動(dòng)，解釋這些解的物理含義和流動(dòng)機(jī)理。通常還要將這些理論結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，以確定所得解的準(zhǔn)確程度和力學(xué)模型的適用范圍。三、數(shù)值計(jì)算前面提到的采用簡化模型后的方程組或封閉的流體力學(xué)基本方程組用數(shù)值方法求解。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，使許多原來無法用理論分析求解的復(fù)雜流體力學(xué)問題有了求得數(shù)值解的可能性。數(shù)值方法可以部分或完全代替某些實(shí)驗(yàn)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。數(shù)值計(jì)算方法最近發(fā)展很快，其重要性與日俱增。四、發(fā)展前景從阿基米德到現(xiàn)在的二千多年，特別是從20世紀(jì)以來，流體力學(xué)已發(fā)展成為基礎(chǔ)科學(xué)體系的一部分，同時(shí)又在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用。今后，人們一方面將根據(jù)工程技術(shù)方面的需要進(jìn)行流體力學(xué)應(yīng)用性的研究，另一方面將更深入地開展基礎(chǔ)研究以探求流體的復(fù)雜流動(dòng)規(guī)律和機(jī)理。后一方面主要包括：通過湍流的理論和實(shí)驗(yàn)研究，了解其結(jié)構(gòu)并建立計(jì)算模式；多相流動(dòng)；流體和結(jié)構(gòu)物的相互作用；邊界層流動(dòng)和分離；生物地學(xué)和環(huán)境流體流動(dòng)等問題；有關(guān)各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器等第三章 GAMBIT模型的創(chuàng)建和處理一、GAMBIT軟件的簡介（一）、功能GAMBIT是為了幫助分析者和設(shè)計(jì)者建立并網(wǎng)格化計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模型和其它科學(xué)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)軟件包。GAMBIT通過它的用戶界面（GUI）來接受用戶的輸入。GAMBIT GUI簡單而又直接的做出建立模型、網(wǎng)格化模型、指定模型區(qū)域大小等基本步驟，然而這對很多的模型應(yīng)用已是足夠了。面向CFD分析的高質(zhì)量的前處理器，其主要功能包括幾何建模和網(wǎng)格生成。由于GAMBIT本身所具有的強(qiáng)大功能，以及快速的更新，在目前所有的CFD前處理軟件中，GAMBIT穩(wěn)居上游。（二）、特點(diǎn)，通過多種方式直接建立點(diǎn)、線、面、體，而且具有強(qiáng)大的布爾運(yùn)算能力，ACIS內(nèi)核已提高為ACIS R12。該功能大大領(lǐng)先于其它CAE軟件的前處理器；2. 可對自動(dòng)生成的Journal文件進(jìn)行編輯，以自動(dòng)控制修改或生成新幾何與網(wǎng)格；3. 可以導(dǎo)入PRO/E、UG、CATIA、SOLIDWORKS、ANSYS、PATRAN等大多數(shù)CAD/CAE軟件所建立的幾何和網(wǎng)格。導(dǎo)入過程新增自動(dòng)公差修補(bǔ)幾何功能，以保證GAMBIT與CAD軟件接口的穩(wěn)定性和保真性，使得幾何質(zhì)量高，并大大減輕工程師的工作量；、CATIA等直接接口， 使得導(dǎo)入過程更加直接和方便；，在導(dǎo)入幾何時(shí)會(huì)自動(dòng)合并重合的點(diǎn)、線、面；新增幾何修正工具條，在消除短邊、縫合缺口、修補(bǔ)尖角、去除小面、去除單獨(dú)輔助線和修補(bǔ)倒角時(shí)更加快速、自動(dòng)、靈活，而且準(zhǔn)確保證幾何體的精度；、定子等的幾何模型和計(jì)算網(wǎng)格；，可以劃分包括邊界層等CFD特殊要求的高質(zhì)量網(wǎng)格。GAMBIT中專用的網(wǎng)格劃分算法可以保證在復(fù)雜的幾何區(qū)域內(nèi)直接劃分出高質(zhì)量的四面體、六面體網(wǎng)格或混合網(wǎng)格；(HEXCORE)技術(shù)是GAMBIT所獨(dú)有的，集成了笛卡爾網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)，使用該技術(shù)劃分網(wǎng)格時(shí)更加容易，而且大大節(jié)省網(wǎng)格數(shù)量、提高網(wǎng)格質(zhì)量；二、GAMBIT幾何建模 首先，啟動(dòng)GAMBIT軟件，點(diǎn)擊GAMBIT軟件界面如圖新建一個(gè)文件夾后，開始進(jìn)行GAMBIT建模.(以下所有單位均為m)。步驟如下：（一）、用鼠標(biāo)左擊操作工具欄（GAMBIT建模界面右上角）GEOMETRY；（二）、在GEOMETRY子操作板上用鼠標(biāo)右擊VOLUME命令按鈕，在彈出下拉菜單中，左擊按鈕，打開Create Real Brick對話框 Real Brick 對話框（三）、在Create Real ，其余保留默認(rèn)值，設(shè)置如圖點(diǎn)擊Apply，這時(shí)在左下角將顯示信息說您已經(jīng)創(chuàng)建一個(gè)物體“”,鼠標(biāo)左擊右下角的，此時(shí)在圖形窗口上顯示如圖 （四）、按照第三步的方法，建立兩個(gè)高度為3mnm,半徑分別為50mm和35m的圓柱（或半徑分別為50mm和45mm的圓柱），如圖所示。（五）、將新建的兩個(gè)小圓柱進(jìn)行布爾運(yùn)算，合成一個(gè)圓柱，具體操作為，鼠標(biāo)右擊Volume中的，選中，打開Subtract Real Volumes 對話框， Subtract Real Volumes 對話框在Volume中選擇Volume2,即第4步建立的半徑為50mm的圓柱，在Subtract Volumes中選擇Volume3,即半徑為35mm（或半徑為