1.2 计算流体力学问题的解决过程

采用CFD解决某一实际问题分为3步：前处理、求解、后处理。下面对这3个过程进行具体说明。

1.2.1 前处理

前处理的目的是将具体问题转化为求解器可以接受的形式。这里，求解器可以接受的形式就是计算域和网格，即前处理需要建立计算域并划分网格。这两者虽然只是求解过程的准备工作，但都很耗时，且对求解结果的精确度起决定性影响。

计算域，即CFD分析的区域，一般为流动区域。对计算域进行合理处理可以极大地减小计算量，如果是具有对称性的流动，可以设置一个含对称面（或对称轴）的计算域处理。又如，如果只关心流场的某一细部，通过设置合理边界条件和该细部的计算域，可只对该细部的计算域进行CFD分析，无须求解整个流场。

网格，即对计算域划分的单元。网格的数目和质量对求解过程有重要的影响。网格的数目应该够多，以确保能合理描述流动过程；但网格的数目不应过分地多，以免浪费计算资源。在网格的质量方面，应该尽量使用结构化网格。对于二维流动的模拟，应尽量使用四边形网格；对于三维流动的模拟，应尽量使用六面体网格，以提高求解精度。网格划分通常要占到CFD总体模型与参数设置时间的40%以上。对实际模型划分高质量的结构化网格，需要进行专门的网格划分训练和经验积累。网格划分技术并不神秘，只要经过训练，人人都可以成为复杂模型结构化网格划分的高手。

对计算域划分好网格后，可定义边界条件。边界条件定义好后即完成前处理，此时可以输出网格文件给求解器计算了。

1.2.2 求解

求解器读取前处理生成的文件后，设置好各种模型和参数，就可以开始进行迭代计算了。

在求解器界面中，读入前处理生成的文件后，应首先检查该文件的网格质量是否符合求解器的要求，网格是否出现负体积。确认网格没有问题后，应检查计算域单位（如尺寸单位、参数单位等）。然后设置求解器，如是定常还是非定常问题、显式还是隐式格式等。再设置各类模型，如湍流模型、多相流模型、组分传输模型、化学反应模型、辐射模型等。再设置流体的物性，如密度、比热、导热率、粘性等。再具体设置计算域的边界条件。然后设置压力与速度耦合方式、离散格式、欠松弛因子。最后对计算域进行初始化，并设置关键位置的求解参数监视器，就可以开始进行迭代计算了。

1.2.3 后处理

后处理过程即对已经计算收敛的结果继续处理，以获得直观清晰的、便于交流的数据和图表。后处理可以利用商业求解器自带的功能进行，如FLUENT和CFX都自带了较为完善的后处理功能，可以获得计算结果的矢量图、等值线图、迹线图等。后处理也可以利用专业的后处理软件完成，如常用的TECPLOT、origin、FIELDVIEW和EnSight等后处理软件。