1.2　計算流體力學的應用及前景分析

CFD以計算機模擬手段為基礎，對涉及流體流動、熱交換、分子輸運等現象，都可以通過計算流體力學的方法進行分析和模擬。CFD不僅作為一種研究工具，而且還作為一種設計工具在流體機械、能源工程、汽車工程、船舶工程、航空航天、建筑工程、環境工程、食品工程等領域發揮作用，已覆蓋了工程的或非工程的廣大領域。CFD在環境工程領域的應用十分廣泛，如在核電廠建設前期評價、規劃環境影響評價、水利水電環境影響評價、風險物質環境風險評價等方面。

以前對這些問題的處理，主要借助于基本的理論分析和大量的物理模型實驗，而現在大多采用CFD的方式加以分析和解決，CFD技術現已發展到完全可以分析三維黏性湍流及旋渦運動等復雜問題的程度。隨著高性能計算（HPC）日新月異的發展，仿真技術即將面臨革命性的范式轉換。

CFD作為依托計算技術的學科，未來發展必定依賴于計算能力的發展。不夸張地說，現今和未來的CFD能力基本取決于計算能力，例如超算系統。雖然研究者們在做各種各樣的嘗試以使高性能計算（HPC）環境下的編程更為簡便，但是筆者預計幾乎不可能出現一種新的編程模式，可以使程序員完全脫離復雜的底層結構同時達到良好的性能表現。故而硬件的異質化趨勢必將提高HPC環境下CFD的編程復雜度。這對于開發者的知識和能力結構提出了新的挑戰。另外，雖然現在高精度CFD的開發和應用主力軍在學術界（包括國家實驗室），隨著開發復雜程度的提升，以后有獨立開發最前沿高性能CFD 軟件的單位肯定會越來越少，CFD 代碼開發人員和其他流體領域的研究者在知識能力結構上的差異會越來越大，因此跨學科合作越來越重要。此外，實驗和模擬怎么更好地結合，模型怎樣更好地驗證，現在都有研究，但是真正在工程上應用需要很大的系統化建設，業界的接受能力也需要進一步提高。