流体仿真

有限元流体仿真是基于计算流体动力学(CFD)的数值模拟技术，通过对Navier-Stokes方程进行离散化求解，实现对复杂流动现象的精确预测。该方法采用结构化或非结构化网格划分流体域，运用迦辽金法等建立离散方程，并借助SIMPLE等算法处理压力-速度耦合问题，结合k-ε等湍流模型捕捉流动特性。仿真范围涵盖稳态/瞬态流动、多相流、非牛顿流体及流固耦合等复杂场景，通过动网格技术处理运动边界问题。现代仿真软件(如Fluent、COMSOL)集成了高阶离散格式和GPU加速技术，可精确模拟从微流控到大气环流等不同尺度的流动现象，并支持多物理场耦合分析。该技术广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域，其可靠性通过网格独立性检验和实验数据验证。当前研究聚焦机器学习湍流模型、LBM-有限元混合算法等前沿方向，推动仿真技术向更高精度和智能化发展。