在CAE分析中，流体求解常用有限体积法，借鉴有限元的思想，同样进行离散并构造节点间的插值函数，求解节点因变量。但有限元由节点组成单元，因变量在单元体内分布变化，变化规律由节点之间的插值函数变化体现；而有限体积则是点辖属体积，直接求解点上的因变量，根据插值函数对点辖体积积分获取全场变量分布。
三大通用CFD软件Fluent、CFX、STAR-CD/CCM+是CFD/CAE工程师打交道最多的。Fluent软件于1998年率先被引入国内，通用性最强，湍流模型、辐射模型全面，欧拉多相流计算模型也具备优势；STAR-CD/CCM+的燃烧模型、拉氏多相流模型更擅胜场，并且具备Trim网格，处理结构复杂模型有一定优势；CFX中规中矩，良好的前后处理接口是其卖点。
虽然通用CFD软件方兴未艾，但由于CFD技术在数值理论（N-S方程不封闭、非线性偏微分方程求解算法待完善）、物理模型（湍流模型、转捩模型、燃烧模型等）、网格效应、验证确认等方面的疑难，通用CFD软件的应用仍存在局限性与较高的使用门槛，CFD仿真结果的精度与CAE工程师的水平具备明显的关联关系。
为了发挥CFD技术在工程领域的应用价值，专用CFD软件顺势而生，诸如专注运动机械与泵阀模拟的PumpLinx、擅长自由液面分析的Flow-3D、通用并长于处理旋转机械的NUMECA、电子产品热分析专家FloTHERM、多相流反应器仿真利器Barracuda等，都在各自的领域独树一帜、傲视群雄。
对于叶片泵、容积泵、螺旋桨等运动机械而言，空化与汽蚀效应分析、动网格与微米级啮合间隙的处理（对于齿轮泵、柱塞泵等容积式泵）是开展CFD模拟的难点。借助结构化动网格模板、全空化与汽蚀分析模型、半自动网格生成技术与高效的计算效率，专业CFD工具PumpLinx在此领域经历了广泛的工业验证。此外，孤立研究单个部件，常难以给定真实的边界并反应系统工作行为。开展系统级三维CFD分析遭遇网格划分、大计算量的瓶颈。PumpLinx借助半自动化网格生成及动网格模板、计算效率高等特点，使系统级CFD分析成为可能。
对于循环流化床锅炉、反应器、焙烧炉等实际工业设备，其中包含颗粒-流体流动，颗粒数量达到天文数字且密相-稀相并存，化学反应也极为复杂，Fluent等通用CFD软件无法胜任。遇到该类问题时，CAE工程师往往会另辟蹊径，选择基于CPFD方法（强耦合的欧拉-拉格朗日方法）的Barracuda等软件以解决难题。
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发表于 2017-8-4 11:25:40
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