数値流体力学
数値流体力学では与えられた幾何形状をコンピュータで扱えるように離散化する必要がある。離散化には次のような手法がある。
有限差分法 (FDM)
有限体積法 (FVM)
有限要素法 (FEM)
スペクトル法
境界要素法 (BEM)
格子オートマトン法
格子ボルツマン法
格子気体法
適合格子細分化法
個別要素法 (DEM)
粒子法
汎用CFDソフトウェアは多数存在しており、実務レベルから研究レベルまで様々な用途に使用されている。以下にいくつかのメーカー及びソフトウェアを示す。
ANSYS Discovery AIM (マルチフィジックス)、Fluent、CFX、Discovery Live
Dassault Systèmes (子会社のExa Corporationを含む) SIMULIA XFlow、SOLIDWORKS Flow Simulation、PowerFlow
シーメンス (子会社のSiemens PLM Software及びメンター・グラフィックスを含む) Simcenter 3D (マルチフィジックス)、Simcenter STAR-CCM+、FloEFD
Altair Engineering AcuSolve、ultraFluidX、nanoFluidX
MSC Software(英語版) (子会社のソフトウェアクレイドルを含む) STREAM、SCRYU/Tetra
Cadence Design Systems(子会社のNUMECA Internationalを含む) FINE/Turbo(OMNIS/Turbo) FINE/Open(OMNIS/Open) FINE/Marine
Autodesk Autodesk CFD
ESI Group CFD-ACE+(英語版)、CFD-FASTRAN(英語版)、ESI-PRESTO
アドバンスソフト株式会社 Advance/FrontFlow/red、FrontFlow/Blue
株式会社環境シミュレーション WindPerfect、e-flow
プロメテック・ソフトウェア株式会社 Particleworks
その他 OpenFOAM
一般には次のような手順で解析が行われる。
前処理(プリプロセス、pre-process) モデルデータ作成 対象物体の形状を再現した3Dまたは2Dモデルを作成する。設計にCADを使用し、そのデータを用いることが多い。 格子生成 数値流体力学では空間を離散的に扱うため、物体形状および周りの空間を離散化する必要があり、一般には計算格子(グリッドあるいはメッシュとも)で表現する(一方、メッシュフリー法、粒子法などの格子を用いない手法も存在する)。格子生成には四面体を用いた非構造格子(英語版)法、直方体を用いた構造格子法などさまざまな手法がある。また、格子の数を格子点数といい、これを大きくすれば結果の精度が上がるものの解析にかかる時間が増大する。このため、境界層が存在する物体近傍や衝撃波面など、詳細な結果が求められる部位のみに多くの格子を配置する、というような工夫がなされる。