Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) é o estudo do comportamento de fluidos, líquidos e gasosos, pelo uso de poderosos computadores rodando softwares de métodos numéricos. O conhecimento da interação dos sólidos com os fluidos circundantes é de grande interesse no projeto de muitos dispositivos mecânicos. CFD expandiu os tópicos aos quais estudos e experimentos de dinâmica de fluidos podem ser aplicados.
Tradicionalmente, os estudos de dinâmica de fluidos computacionais eram conduzidos em túneis de vento ou tanques de água corrente com aviões reais ou modelos, carros e barcos. Com o uso de CFD, os mecanismos de eventos tão diversos como erupções vulcânicas, furacões, vórtices na água ou no ar, correntes oceânicas, o curso de incêndios florestais e muito mais são alvos potenciais. Um limite para esses estudos é o conhecimento das variáveis que devem ser definidas para cada sistema. As variáveis mínimas incluem temperatura, pressão e composições para sistemas submetidos a reações químicas em um limite definido.
O software CFD é baseado na solução das equações de Navier-Stokes, ou simplificações delas. As variáveis de interesse são definidas para um limite conhecido no sistema. Uma grade virtual de duas ou três dimensões é colocada sobre o sistema e as equações são resolvidas para as propriedades do fluido de entrada e saída em cada limite virtual. O desenvolvimento do software CFD acompanhou a disponibilidade de poder computacional, já que os algoritmos requerem cálculos repetidos e otimização até que as soluções sejam encontradas.
O projeto de veículos é um objetivo frequente em experimentos de dinâmica de fluidos. Os fluxos de ar em torno dos carros afetam o desempenho, o consumo de combustível e o nível de ruído. Aviões, barcos e, especialmente, veículos espaciais contam com esses estudos para prever o acúmulo de calor ou gelo, bem como a racionalização para reduzir as perdas por atrito.
A dissipação de calor é um tópico importante na dinâmica de fluidos computacional. Todos os componentes eletrônicos são suscetíveis ao aumento de calor e geralmente são colocados em pequenas caixas com fluxo de ar limitado. Com o uso de modelos CFD, os designers podem redirecionar os componentes para melhorar o fluxo de ar e o resfriamento.
O estudo das condições da camada limite é abordado por dinâmica de fluidos computacional. A camada limite refere-se à camada muito fina de fluido que é estática ao longo da superfície de um sólido que está no caminho de um fluido em movimento. É neste microambiente que os níveis de corrosão, transferência de calor e concentração de componentes são mais críticos.
A aquisição de habilidades para trabalhar no campo da dinâmica de fluidos computacional geralmente requer educação em engenharia química ou atividades semelhantes. É necessária uma compreensão completa da transferência de massa, transferência de calor, cinética e dinâmica de fluidos. O uso de pacotes de aplicativos CFD comerciais geralmente é ensinado pela empresa de software ou as habilidades são desenvolvidas no trabalho.