1 개요
전산 코드를 이용하여 주어진 제한된 계에서 유체역학 지배방정식의 근사해를 구하는 방법, 또는 제한된 구역에 존재하는 유동을 모사하는 방법이다. 영어로는 CFD라 부른다.
2 상세
유체의 움직임을 수학적으로 표현하는 방정식, 즉 지배방정식은 나비에 스톡스 방정식인데 이 방정식은 해당항목에서 보면 알 수 있듯 수학적 엄밀해를 구할 수 없다. 그래서 사용자가 관심 있는 영역에 한정하여 여러 공학적 '가정'을 더하여 수치해석적으로 '근사 값'을 구하는 것이 전산유체역학이다.
유체의 흐름 경향이나 그 안에 있는 물체가 간단하다면 게임용 노트북정도로도 상당히 실제에 근접한 근사 값을 몇 분 내에 계산할 수 있다. 하지만 실제 항공기의 복잡한 움직임[1] 같은 것은 대형 컴퓨터로도 며칠씩 걸릴 수 있다. 하지만 이렇게 공을 들여 계산해도 '근사 값'을 구하는 한계 때문에 실제와 다른 결과가 나올 수도 있으며, 보통 풍동 시험 및 실제 비행시험을 병행하여 계산시 사용한 가정이 맞는지 확인한다. 이렇게 틀리는 경우도 있기 때문에 CFD를 화려한 꾸밈(ColorFul Design)이라고 비꼬아 부른다
일기예보도 결국 이 전산유체역학으로 미래의 날씨를 예측하는건데, 정확한 예측을 위해서는 수퍼컴퓨터가 필요하다. 그러나 이 수퍼컴퓨터를 이용해도 초기 가정이 잘못되었거나 변수를 잘못 예측했다거나 하면 작은 실수도 일종의 나비효과가 되어 엉뚱한 결과가 나오는데, 위에 설명한바와 같이 전산유체역학은 근본적으로 수학적 엄밀해를 구하는 것이 아니라 근사 값을 구하는 것이기 때문이다.
관련 프로그램으로는 다음이 있다.