计算流体力学（CFD）软件通过对流体运动进行模拟和分析，解决流体力学的科学和工程问题。CFD软件已经发展成为与理论分析和实验观测并驾齐驱的流体力学问题研究工具，并广泛应用于航空、航天、航海、能源、动力交通、环境、生物医学等领域。

CFD软件一般由前处理、求解器、后处理三个模块组成。前处理的任务是对计算域进行离散，具体做法是建立计算区域的几何模型并在几何模型内部进行网格划分，将计算域剖分为一系列网格单元或者将计算域近似为一系列网格点的集合；流动变量定义在这些网格点上或者网格单元的中心、顶点或者其他特征点上。求解器是CFD软件的核心，其任务是计算离散数值解。它在每一个网格点或者单元上，采用数值方法将控制方程的积分项或者微分项近似地表示为离散分布的流动变量的代数函数，由此得到作为控制方程的近似的一组代数关系或方程组，求解代数方程组获得离散的数值解。求解器的设计和实现，决定了CFD软件的计算精度和计算效率。后处理的任务是对数值解进行显示和分析，包括流场可视化、关键指标（如力和力矩）的计算、数值解误差分析等。随着CFD软件的发展，已经出现了多种商业化的套装软件；开源CFD软件也得到了迅速发展。

现代计算流体力学的起源可追溯至L.F.理查逊所进行的世界上首次数值天气预报的尝试。虽然以失败告终，但该工作和理查逊在1922年出版的专著Weather Prediction by Numerical Process一起奠定了现代CFD的基础。20世纪40年代在世界上第一台电子计算机ENIAC上进行的CFD计算使用了与该专著相似的方法。

世界上第一个用计算机求解纳维‒斯托克斯方程进行流动模拟的工作是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的T3小组完成的。20世纪50～60年代，该小组发展了一系列数值方法来模拟二维不可压缩流动。世界上第一个三维CFD计算是美国麦道公司的J.L.赫斯和A.M.O.史密斯在1967年采用面元法完成的。基于面元法的CFD软件有波音公司的PANAIR、洛马公司的Quadpan、NASA的PMARC以及Analytical Methods公司的VSAERO等，广泛应用于潜艇、汽车、飞行器等工业领域。1981年，A.詹姆森、W.施密特和E.吐克尔开发了三维结构网格欧拉方程求解器FLO57，空间离散采用添加人工黏性的有限体积方法、时间离散采用龙格‒库塔方法，这就是著名的JST格式。詹姆森于1986年开发了基于JST格式的三维四面体网格欧拉方程求解器AIRPLANE。第一款纳维‒斯托克斯方程求解器是NASA Ames于1977年开发的基于隐式有限差分方法的ARC2D。三维纳维‒斯托克斯求解器的典型代表是NASA开发的ARC3D、OVERFLOW和CFL3D等。

20世纪70年代，英国帝国理工大学的D.B.斯波尔丁和S.V.帕坦卡等人发展了在交错网格上求解压力耦合方程的半隐式算法，即著名的SIMPLE算法。1981年，英国CHAM公司基于SIMPLE算法发布了世界上第一个商业CFD软件PHOENICS。此后，众多的CFD商业软件进入市场，应用较为广泛的有ANSYS Fluent、ANSYS CFX、NUMECA、Autodesk CFD、STAR-CCM+等。这些商业软件对于促进CFD技术在工业领域的应用发挥了很大的作用。21世纪以来，国产CFD软件也得到了一定发展，如2020年发布的NNW-FlowStar软件等。

国际商业化通用CFD软件见表1。

FLUENT是在1983年推出的软件，2006年被ANSYS收购。FLUENT能够处理结构和非结构网格，前处理部分可以生成网格，也可以读取ANSYS、CFX、ICEM CFD、NASTRAN、PATRAN、I-DEAS等软件生成的网格。求解器采用有限体积方法，速度与压力耦合采用SIMPLEC算法，对流项离散采用迎风、中心差分和QUICK等格式。FLUENT包含众多的流动、物理和化学模型，能够模拟湍流、多相流、燃烧、传热、流固耦合等，功能强大。

CFX的求解器基于有限体积方法（包括基于有限元的有限体积法），速度与压力耦合采用SIMPLEC算法，对流项离散采用迎风、QUICK、MUSCL和混合格式等算法。CFX软件在全隐式耦合算法和先进湍流模拟方案等方面有一定优势。CFX以其优异的精度和效率，成为叶轮机械设计优化领域广泛应用的CFD软件，也在航空航天、能源、机械制造等领域得到了广泛应用。

被Cadence收购后更名为Fidelity CFD。这是一款功能齐全的软件，集成了从CAD建模、网格划分、流场求解和后处理全流程的模块，使得其在工程优化设计问题中的应用非常方便。该软件提供了湍流模拟的不同精度的选择，包括RANS/URANS、DES和LES。该软件可以模拟的流动类型丰富，包括外流、内流、燃烧、气动噪声、共轭传热、流固耦合等。

与Autodesk CAD集成，方便设计人员直接对设计的造型进行流动模拟。但是该软件能够模拟的流动类型有限，主要是单相、定常、无化学反应流动。

STAR-CCM+是Siemens公司的一款基于非结构网格有限体积方法的CFD软件。该软件功能齐全，具有网格划分、流场求解、后处理、数据分析和可视化功能。它的网格生成模块具有自动CAD模型清理、曲面缝合、高可信度自动网格生成功能，能够节约大量的算例准备时间。该软件能够计算的流动类型丰富，包括湍流、传热、多相流、颗粒流、气动声学、流固耦合、电磁场等。

COMOSOL CFD是大型多物理场仿真软件COMOSOL的CFD模块，可以单独使用，也可以与其他物理场模拟模块一起使用。可以模拟内流和外流、不可压缩和可压缩流动、低速和高速流动、单相流和多相流、自由界面流动和多孔介质流动等。

部分开源CFD软件见表2。