Computational Fluid Dynamics (CFD) adalah studi tentang perilaku cairan, cair dan gas, dengan menggunakan komputer yang kuat menjalankan perangkat lunak metode numerik. Pengetahuan tentang interaksi zat padat dengan fluida yang mengalir di sekitarnya merupakan minat utama dalam desain banyak perangkat mekanis. CFD telah memperluas topik di mana studi dan eksperimen dinamis fluida dapat diterapkan.
Secara tradisional, studi dinamika fluida komputasi dilakukan di terowongan angin atau tangki air yang mengalir dengan pesawat nyata atau model, mobil, dan perahu. Dengan penggunaan CFD, mekanisme berbagai peristiwa seperti letusan gunung berapi, angin topan, pusaran air atau di udara, arus laut, jalannya kebakaran hutan, dan lainnya menjadi target potensial. Batas untuk studi ini adalah pengetahuan tentang variabel yang harus didefinisikan untuk setiap sistem. Variabel minimum termasuk suhu, tekanan, dan komposisi untuk sistem yang mengalami reaksi kimia pada batas yang ditentukan.
Perangkat lunak CFD didasarkan pada solusi persamaan Navier-Stokes, atau penyederhanaannya. Variabel yang diinginkan didefinisikan untuk satu batas yang diketahui dalam sistem. Sebuah grid virtual baik dua atau tiga dimensi ditempatkan di atas sistem, dan persamaan diselesaikan untuk sifat-sifat fluida masuk dan keluar pada setiap batas virtual. Pengembangan perangkat lunak CFD paralel dengan ketersediaan daya komputasi, karena algoritme memerlukan penghitungan dan optimasi berulang hingga solusi ditemukan.
Desain kendaraan sering menjadi tujuan eksperimen dinamika fluida. Aliran udara di sekitar mobil memengaruhi kinerja, konsumsi bahan bakar, dan tingkat kebisingan. Pesawat terbang, kapal, dan terutama kendaraan luar angkasa mengandalkan studi ini untuk memprediksi panas atau penumpukan es serta perampingan untuk mengurangi kerugian gesekan.
Disipasi panas adalah topik utama dalam dinamika fluida komputasi. Semua komponen elektronik rentan terhadap penumpukan panas dan sering kali tertutup dalam kotak kecil dengan aliran udara terbatas. Dengan menggunakan model CFD, desainer dapat mengubah rute komponen ke aliran udara dan pendinginan yang lebih baik.
Studi kondisi lapisan batas ditangani oleh dinamika fluida komputasi. Lapisan batas mengacu pada lapisan fluida yang sangat tipis yang statis di sepanjang permukaan padatan yang berada di jalur fluida yang bergerak. Dalam lingkungan mikro ini adalah tempat korosi, perpindahan panas, dan tingkat konsentrasi komponen paling kritis.
Perolehan keterampilan untuk bekerja di bidang dinamika fluida komputasi biasanya membutuhkan pendidikan di bidang teknik kimia atau kegiatan serupa. Pemahaman menyeluruh tentang perpindahan massa, perpindahan panas, kinetika dan dinamika fluida diperlukan. Penggunaan paket aplikasi CFD komersial sering diajarkan oleh perusahaan perangkat lunak atau keterampilan dikembangkan di tempat kerja.