长期以来，实验研究一直是流体动力学的主要研究手段，其原理是利用相对运动原理，建立地面实验设备，如水洞、水槽、风洞、激波管等获得相关数据。但是，实 验研究一般是在模拟条件下完成的，几乎所有的地面实验设备都不能完全满足所有相似参数、相似定律要求，而且实验除了存在洞壁效应、支架干扰、测量误差等 外，还存在高超声速流动中真实气体的非平衡效应等很难模拟的因素，所以实验研究也受到不少限制。一般来说，实验研究周期长、费用高。
计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics)，简称CFD。它是利用计算机和数值方法求解满足定解的流体动力学方程,以获得流动规律和解决流动问题的专门学问。计算流体动力学作为一门专门学科，大约是20世纪60年代形成的。现在CFD已深入到与流动有关的技术领域。
CFD的优势
同目前流体力学研究最常用的实验方法比较，CFD的特点是：
1）CFD只使用计算机和CFD软件，所以花费低、周期短、耗散小，这是CFD的突出优势；
2）可以在计算机上方便地改变几何数据和流动条件，因此容易实现各种条件下的流动计算，也不存在洞壁干扰、支架干扰等的限制和影响。
3）可以给出流体运动区域内的离散解，定量给出各个物理量的流动参数，细致描述局部或总体的流场，定量刻画流动的时间变化，任意进行流场重构和诊断分析等。
高超声速飞行器空气动力学
高超声速空气动力学时高超声速飞行器研制的基础之一。高超声速飞行器伴随着极高温度，带来一系列复杂流动现象：无粘效应（马赫数效应），粘性效应（雷诺数效应）和高温（真实气体）效应，高空稀薄气体效应。
主要解决的问题：
1）粘性干扰问题
2）高温真实气体效应
3）高升阻比气动布局问题
4）气动热环境与热防护问题
飞机空气动力学与减阻
飞机高升力装置一般由襟翼、缝翼、导流片及其间的多个缝道组成，外形极为复杂，流动受粘性效应的影响严重。多段翼型复杂流动的状态包含：
1)前缘流线曲率增大对边界层的影响
2)跨音速流动时可压缩性对气流的影响
3)前后缘缝隙流与主流汇合
4)大范围分离流
5)层流分离
6)上表面边界层在逆压梯度下可能发生分离，湍流可以增强边界层内流动动量，推迟分离出现，但是表面摩擦阻力较大；层流边界层内动量小，抵御逆压梯度的能力差，因此提前分离，单表面摩擦阻力也较小。
飞机总体布局和一体化优化技术是减少干扰阻力的重要途径；
优化机身和发动机舱的形状，选择发动机舱最佳安装位置和吊挂形式，已尽可能减小之间的不利干扰。
研究机身/机翼结合部的整流效应及机身尾段布局，减小乃至消除翼身结合部的局部气流分离和机身尾段气流分离。
摩擦阻力在总阻力中占有较大比例。对于超声速飞机，一般摩擦阻力占总阻力的25%左右，对亚声速飞机，摩擦阻力可能达到40-50%。减少摩擦阻力的方法主要分为三类：a.采用层流化技术，尽量保持自然层流流动（NLF）；b.被动流动控制（PFC）或叫自然层流控制(NLFC）；c.主动流动控制（AFC）。
在高速动车组设计中的应用
高速动车是近地运行的细长、庞大的物体，自重大，地面效应明显，由一系列诸如列车交汇、列车过隧道、列车侧风效应等空气动力学问题。随着列车速度不断提高，许多在低速时被合理忽略的问题都暴露出来，在很大程度上影响着列车的提速。
在空调室外机方面的应用
中央空调系统的室外机是提供冷热源的重要部件，室外机布置的合理与否直接影响其与环境空气的换热效果。 为了达到高效的制冷与制热效果，通过建立数值模型（CFD）来研究室外机与环境空气的换热过程，以获得室外机的合理布置方式。
图1.非常规散热器流场流线及温度分布（带风扇） 图2.某精密空调仿真分析
图3.PCB 板及详细器件温度分布 图4.某推进器流场分析
涡轮机械流体动力分析（CFD)
涡轮叶片由于受到压力和温度而引起的变形及应力多物理分析
叶片形状以及流道优化分析
图5.轴流式压缩机
图6.涡轮机械流场模拟
仿真方案