การประยุกต์พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณในงานอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมอากาศยานและอวกาศ

CFD เป็นส่วนงานหนึ่งที่เกี่ยวข้องในงานด้านอุตสาหกรรมอากาศยานและอวกาศ เพราะช่วยให้ค่าใช้จ่ายและเวลาในการทำงานเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับการวิเคราะห์ทางอากาศพลศาสตร์ของโครงสร้างของแพนอากาศและหางหรือลำตัวของอากาศยาน อย่างไรก็ตาม วิธีวิเคราะห์โดย CFD ในงานด้านวิศวกรรมอากาศยานไม่จำกัดแต่เพียงงานด้านอากาศพลศาสตร์เท่านั้น แต่ยังสามารถประยุกต์ใช้ได้กับอุปกรณ์และระบบของอากาศยานได้เกือบทั้งหมด เช่น ความร้อนที่สูงเกินของอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งอาจทำให้เกิดการเสียหายและนำสู่ไปปัจจัยทางด้านความเชื่อมั่นในการทำงานของอุปกรณ์  การหาค่าความเหมาะสมของการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงและระบบหล่อเย็นเครื่องยนต์ การวิเคราะห์ของระบบปรับอากาศและให้ความร้อนของห้องโดยสาร งานอุตสาหกรรมทางด้านนี้มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถใช้การออกแบบแบบเดิม ๆ  ได้เนื่องจากต้นทุนที่สูงเกินไป หรือการทดสอบประสิทธิภาพและความเชื่อมั่นในการทำงานด้วยการสร้างต้นแบบที่ประกอบด้วยหลายชิ้นส่วน จากนั้นนำต้นแบบไปทดสอบในห้องปฏิบัติการ และจบด้วยการแก้ไขการออกแบบ กระบวนลักษณะนี้ต้องใช้เวลาและเกิดค่าใช้จ่ายที่สูงตามมา  จากเหตุผลที่กล่าวมาทั้งหมด CFD จึงถูกนำมาใช้ในงานตั้งแต่เริ่มต้นและมีส่วนเกี่ยวข้องตลอดช่วงของกระบวนการออกแบบของชิ้นส่วน รวมถึงระบบต่าง ๆ ของอากาศยาน

อุตสาหกรรมยานยนต์: ศักยภาพในการออกแบบด้วยการวิเคราะห์ CFD ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมยานยนต์ทางด้านงานออกแบบชิ้นส่วนยานยนต์ ความสนใจของอุตสาหกรรมยานยนต์ในการประยุกต์ใช้ CFD เนื่องมาจากความสามารถในการปรับปรุงการออกแบบและลดค่าใช้จ่าย รวมถึงย่นระยะเวลาในกระบวนการ การประยุกต์ใช้สำหรับภาคอุตสาหกรรมนั้น ตั้งแต่ระดับระบบ (เช่น อากาศพลศาสตร์ของรูปทรงภายนอก) จนถึงระดับอุปกรณ์ (เช่น การหล่อเย็นจานเบรก) งานวิเคราะห์ทางฟิสิกส์ซึ่งรวมถึงปรากฏการณ์ทางด้านอุณหพลศาสตร์ของไหลที่ซับซ้อนและครอบคลุมทั่วไปถึงงานทางด้านการไหลในช่วงต่าง ๆ

ทำให้เกิดความท้าทายสำหรับวิศวกรในสายงานการออกแบบ โดยเฉพาะในมุมมองของสิ่งแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงบ่อย

ข้อสำคัญคือการประยุกต์ใช้ประโยชน์ของ CFD ในช่วงการออกแบบเบื้องต้นจะไปช่วยลดการเปลี่ยนแปลงการออกแบบและการแก้ไขให้น้อยลง การใช้ CFD อย่างเหมาะสมในเบื้องต้นจะช่วยลดความต้องการในการสร้างต้นแบบ ดังนั้นจึงทำให้ลดค่าใช้จ่ายและเวลาของกระบวนการ

วิศวกรรมเคมี: CFD ถูกพบในการประยุกต์ใช้ในงานทางด้านวิศวกรรมเคมี เพราะงานของกระบวนการทางเคมีต่าง ๆ ส่วนมากเกี่ยวข้องกับสถานะของไหลไม่ว่าจะเป็นบางส่วนหรือทั้งกระบวนการ ทำให้วิศวกรเคมีมีความต้องการเครื่องมือที่มีศักยภาพในงานจำลองการถ่ายโอนวัสดุและการส่ง ถ่ายความร้อนพร้อมกระบวนการจลนพลศาสตร์เคมีในทุกรูปแบบของสภาวะแวดล้อม ได้แก่ ก๊าซ ของไหล วัสดุพรุน บนพื้นผิวต่าง ๆ และภายในของแข็ง หรือเป็นรูปแบบร่วมกันทั้งหมด เทคนิคเหล่านี้มีค่าเป็นอย่างยิ่งสำหรับการแก้ปัญหาทางด้านอุตสาหกรรมชีวเคมี เคมี พลังงาน การหมัก วัสดุ เหมือง ปิโตรเลียม เภสัชกรรม โพลิเมอร์ และของเหลือทิ้งจากกระบวนการ

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม: ประสิทธิผลของ CFD ถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม เช่นเดียวกับด้านอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกลศาสตร์ของไหล      CFD ที่ในปัจจุบันถูกรองรับด้วยศักยภาพในการคำนวณที่มากพอส่งผลต่องานภาคปฏิบัติททางกลศาสตร์ของไหลในสภาวะแวดล้อมสมัยใหม่ ตัวอย่างเช่น การไหลของอากาศภายในห้องที่มีการปนเปื้อน การไหลผ่านโครงสร้างบนฝั่งและนอกฝั่งซึ่งได้แก่ อาคาร สะพาน อาคารสูง หอคอย แท่นขุดเจาะน้ำมัน การกระจายตัวของน้ำทิ้งสู่สิ่งแวดล้อม ได้แก่ แม่น้ำ ทะเลสาบ ปากแม่น้ำ ชายฝั่ง และบรรยากาศ งานของ CFD ไม่ควรถูกประเมินค่าต่ำไป ศักยภาพการวิเคราะห์นี้สามารถนำไปสู่การจำลองและให้ข้อมูลภัยพิบัติทางธรรมชาติขนาดใหญ่ เช่น  คลื่นสึนามิ และปะทุของภูเขาไฟ ซึ่งทำให้เกิดปัญหาต่อภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ในหลายครั้ง (น้ำท่วมในมาเลเซียและไทย คลื่นความร้อนในอินเดีย)

สถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง: ด้วยลักษณะพื้นฐานทั่วไปของ CFD ที่เป็นเครื่องมือทางด้านวิศวกรรมทำให้การประยุกต์ใช้งานเกิดขึ้นได้อย่างกว้างขวางสู่งานวิศวกรรมแบบบูรณาการ โดยเฉพาะในสาขาวิชาด้านสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง   เมื่อ CFD ถูกนำไปใช้ในงานด้านการออกแบบอาคารจะให้การจำลองที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพในแง่ของเวลาในการคำนวณสมรรถนะของอาคารที่เกี่ยวข้องกับการไหลของอากาศ อุณหภูมิ ความดัน และตัวแปรอื่นที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน ประโยชน์จากการใช้โปรแกรมทางด้านพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณในฐานะของเครื่องมือที่ช่วยในการออกแบบทำให้ไม่มีการโต้แย้งถึงการใช้งานใด ๆ เนื่องจากสามารถเป็นเครื่องมือที่เชื่อมต่อช่องว่างระหว่างสถาปัตยกรรมและวิศวกรรม โดยเฉพาะสำหรับสถาปนิกและวิศวกรด้านงานระบบปรับอากาศ ระบายอากาศ และความร้อน รวมถึงบุคลากรด้านนี้ในภาคส่วนอุตสาหกรรมการก่อสร้างผู้ซึ่งต้องการการออกแบบอาคารให้มีความเหมาะสมยิ่งขึ้น

คุณสมบัติในการประยุกต์ข้ามสาขาวิชา: มีการอภิปรายอย่างชัดเจนถึงการประยุกต์ใช้งาน CFD แบบข้ามสาขาวิชา เนื่องด้วยเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสูงจึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีได้อย่างหลากหลาย  ด้วยแนวคิดพื้นฐานที่มาจากคณิตศาสตร์ประยุกต์ ระเบียบวิธีเชิงตัวเลข และกลศาสตร์ของไหล การนำ CFD ไปใช้ในทางปฏิบัติจึงต้องการบุคลากรที่มีทักษะไม่เพียงแค่ในด้านคณิตศาสตร์และการจำลองแบบ แต่ยังต้องมีความรู้ความเข้าใจในปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์เป็นอย่างดี รวมถึงสามารถใช้โปรแกรมและทำงานกับคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนได้   ธรรมชาติที่หลากหลายของ CFD ทำให้เกิดการสังเคราะห์ระหว่างงานด้านวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ และด้านวิศวกรรมสาขาต่าง ๆ เข้าด้วยกัน  นอกจากนี้ยังสามารถเป็นพื้นที่ที่ดี เหมาะสมสำหรับใช้ในการพัฒนาการทำงานร่วมกันของบุคลากรในแวดวงวิชาการ