La din?mica de fluidos computacional (CFD) es el estudio del comportamiento de fluidos, l?quidos y gaseosos, mediante el uso de potentes computadoras que ejecutan software de m?todos num?ricos. El conocimiento de la interacci?n de los s?lidos con los fluidos circundantes es de inter?s clave en el dise?o de muchos dispositivos mec?nicos. CFD ha ampliado los temas a los que se pueden aplicar estudios y experimentos din?micos de fluidos.
Tradicionalmente, los estudios de din?mica de fluidos computacional se llevaban a cabo en t?neles de viento o tanques de agua corriente con aviones, autom?viles y barcos reales o modelo. Con el uso de CFD, los mecanismos de eventos tan diversos como erupciones volc?nicas, huracanes, v?rtices permanentes en el agua o en el aire, las corrientes oce?nicas, el curso de los incendios forestales y m?s son objetivos potenciales. Un l?mite para estos estudios es el conocimiento de las variables que deben definirse para cada sistema. Las variables m?nimas incluyen temperatura, presi?n y composiciones para sistemas que experimentan reacciones qu?micas en un l?mite definido.
El software CFD se basa en la soluci?n de las ecuaciones de Navier-Stokes, o simplificaciones de ellas. Las variables de inter?s se definen para un l?mite conocido en el sistema. Se coloca una cuadr?cula virtual de dos o tres dimensiones sobre el sistema, y ??las ecuaciones se resuelven para las propiedades del fluido entrante y saliente en cada l?mite virtual. El desarrollo del software CFD fue paralelo a la disponibilidad de potencia computacional, ya que los algoritmos requieren c?lculos repetidos y optimizaci?n hasta que se encuentren soluciones.
El dise?o del veh?culo es un objetivo frecuente de los experimentos de din?mica de fluidos. Los flujos de aire alrededor de los autom?viles afectan el rendimiento, el consumo de combustible y el nivel de ruido. Los aviones, las embarcaciones y especialmente los veh?culos espaciales conf?an en estos estudios para predecir la acumulaci?n de calor o hielo, as? como la racionalizaci?n para reducir las p?rdidas por fricci?n.
La disipaci?n de calor es un tema importante en la din?mica de fluidos computacional. Todos los componentes electr?nicos son susceptibles a la acumulaci?n de calor y a menudo est?n encerrados en peque?as cajas con flujo de aire limitado. Mediante el uso de modelos CFD, los dise?adores pueden redirigir componentes para mejorar el flujo de aire y la refrigeraci?n.
El estudio de las condiciones de la capa l?mite se aborda mediante la din?mica de fluidos computacional. La capa l?mite se refiere a la capa muy delgada de fluido que es est?tica a lo largo de la superficie de un s?lido que se encuentra en la trayectoria de un fluido en movimiento. En este microambiente es donde los niveles de corrosi?n, transferencia de calor y concentraci?n de componentes son m?s cr?ticos.
La adquisici?n de habilidades para trabajar en el campo de la din?mica de fluidos computacional generalmente requiere educaci?n en ingenier?a qu?mica o actividades similares. Es necesaria una comprensi?n profunda de la transferencia de masa, transferencia de calor, cin?tica y din?mica de fluidos. El uso de paquetes de aplicaciones comerciales de CFD a menudo lo ense?a la compa??a de software o las habilidades se desarrollan en el trabajo.