Apa itu Dinamika Fluida Komputasional (CFD). “Kita berada pada titik sejarah yang signifikan. Sebuah cabang ketiga dari metode ilmiah, simulasi komputer, sedang muncul sebagai alat sehari-hari. Ia mengambil tempatnya di samping pengembangan eksperimental dan teori matematika sebagai cara untuk penemuan baru dalam sains dan rekayasa.” Ini adalah bagian dari pidato John Rollwagen, chairman dan CEO Cray Research, pada sesi pembukaan Superkomputasi 89.

Meskipun umum merujuk pada pernyataan seperti ini tentang pentingnya alat dan teknik simulasi untuk kemajuan sains dan teknologi secara umum, sekarang sangat jelas bahwa penggunaan alat simulasi telah menjadi sangat penting untuk pengembangan berbagai teknologi sehari-hari. Bahkan, alat simulasi numerik saat ini memainkan peran sebagai pendorong teknologi.

Dinamika Fluida Komputasional (CFD) adalah salah satu alat tersebut. Meskipun dorongan untuk pengembangannya awalnya diberikan oleh beberapa bagian dalam industri aeronautika dan aerospace, ia telah berkembang menjadi alat penting dalam sejumlah industri desain intensif lainnya seperti otomotif, pembangkit listrik, kimia, nuklir, dan kelautan, untuk mencatat beberapa. Selama dekade terakhir, industri baru telah bergabung sebagai pengguna CFD berat: misalnya, dalam industri elektronika, CFD digunakan untuk mengoptimalkan sistem energi dan perpindahan panas untuk pendinginan perangkat elektronik, dalam industri biomedis, CFD kini menjadi alat pengembangan dan validasi inti untuk aplikasi medis, dan dalam industri konstruksi, CFD digunakan dalam HVAC (pemanasan, ventilasi, dan pendinginan udara), dalam simulasi kebakaran, dan dalam penilaian kualitas udara.

Ini terjadi dalam waktu sedikit lebih dari dua dekade sejak pernyataan John Rollwagen dibuat dan lebih dari empat dekade sejak pengembangan algoritma SIMPL oleh kelompok CFD Brian Spalding di Imperial College pada awal tahun 70-an. Dinamika Fluida Komputasional hanyalah salah satu dari beberapa alat Teknik Bantu Komputer yang telah menjadi umum. Ia bergabung dengan kumpulan alat yang sudah mapan, seperti Analisis Elemen Hingga (FEA) untuk Mekanika Benda Padat dan Getaran yang telah menjadi bagian dari siklus desain rekayasa sejak pertengahan tahun 80-an. Alasan untuk keterlambatan ini adalah kompleksitas persamaan yang perlu dipecahkan. Di pusatnya adalah persamaan Navier-Stokes yang cukup luar biasa dapat memodelkan secara akurat sejumlah fenomena aliran mulai dari aliran turbulen atau laminar fase tunggal inkompresibel, hingga aliran semua kecepatan yang dapat dikompres, dan hingga ke aliran multiphase.

Di antara metode numerik yang digunakan untuk mengimplementasikan CFD, Metode Volume Hingga telah menjadi memainkan peran unik.