簡而言之，cfd=流體力學＋傳熱學＋數值分析。
眾所周知，描寫傳熱、傳質問題的微分方程常常是一組複雜的非線性偏分方程。除了某些簡單的情形外，很難獲得這些偏微分方程。除了某些簡單的情形外，很難獲得這些偏微分方程的精確解。對於多數有實際意義的傳熱、傳質問題，必須採用實驗研究或近似解法。
隨著高速電子計算機的迅速發展，從本世紀六十年代末期以來，傳熱問題的數值法很快地發展成為解決實際問題的一種重要工具。數值解法是一種離散近似的計算方法。它所能獲得的不像分析解那樣是被研究區域中未知量的連續，而只是某些代表性地點（稱為節點）上的近似值。電子計算機中的一切計算都是通過加、減、乘、除四則運算來完成的。為了用計算機解出節點上未知量的近似值，首先需要從給定的微分方程或基本物理定律出發，建立起關於這些節點上未知量近似值之間的代數方程（稱為離散方程），然後對之進行求解。在傳熱學中所應用的數值計算方法很多，大多數方法的基本思想可以歸結為：把原來在時間、空座標中連續的物理量的場（如速度場、溫度場、濃度場等），用有限個離散點上的值的集合來代替，按一定方式建立起關於這些的值的代數方程並求解之，以獲得物理量場的近似解。乙個傳熱問題數值求解的總體步驟大致如圖1所示。
同一物理問題的不同數值解法間的主要區別，在於子區域的劃分與節點的確定、離散方程的建立及其求解這幾個步驟上。關於傳熱學所採用的一些數值求解方法，在文獻[1]中有較全面的介紹。其中主要的是有限差分法、有限元法、邊界元法及有限分析法。有限元法、邊界元法及有限分析法在最近幾年中有很大的發展，並已成功地解決了一些流動及對流換熱問題。但是，就方法發展成熟的程度、實施的難易及應用的廣泛性等方面而言，差分之一類方法仍佔相當優勢，本書只介紹有限差分法。近年文獻中經常使用「有限容積法」這一名詞，即有限體積法，它就是將控制方程有限大小的容積作積分以匯出離散方程的方法，也屬於有限差分法的範疇，是本書主要採用的一種方法。關於其它數值計算方法在傳熱學中的應用可參閱文獻。
這裡要特別說明數值計算與分析解法及實驗研究之間的關係。雖然許多複雜傳熱問題難以得出分析解，但不能因此而忽視分析解的作用。這是因為分析解的結果具有普遍性，各種影響因素清晰可見，同時它為檢驗數值計算的準確度提供了比較依據。在計算流體力學與計算傳熱學的發展過程中，每當提出一種分析解的問題，通過與分析解的比較再對該方法的準確性做出評價。此外，有時簡單情形下分析解的結果可以為發展新的數值計算方法提供基礎。實驗研究無疑仍是傳熱問題最基本的研究方法。任何一種傳熱現象的基本資料都需要通過實驗加以測定，數值計算中所採用的數學的基本資料都需要通過實驗加以測定，數值計算中所採用的數學模型只有通過對現象的必要觀察與測定才能正確地建立，而數值計算結果的準確性也往往要通過與實測結果的比較才能確認。這裡要順指出對於用計算機計算所得結果的準確度應持的正確認識。任何乙個物理問題的數值模擬結果的準確度，首先取決於對所研究物理問題數學模型是否正確。如果所採用的數學模型本身不合適，例如對於有強烈回流的問題採用邊界層方程來計算，對於乙個三維的問題應用了二維的數學描寫。對於乙個本質上是非穩態的問題使用了穩態的控制方程等，那麼即在數值計算的方法方面作了努力，仍不能提高解的準確度。又例如物理問題的數學描寫中常包括一些由實驗測得的常數或引數（例如物性資料）。如果對數值計算結果有較大影響的常數或引數的本身有較大的測定誤差，那麼在數值計算過程過分追求減少數值誤差的努力也是沒有實用意義的。計算機並不能創造資訊、發現規律，它中是把人們所送入的資訊按計算者所選定的規律進行處理、加工而已。但另一方面，一旦建立了實際物理問題的合理數學模型，數值計算又可以發揮很大的作用。這是因為，實驗的方法常受到一定的限制（如裝置與執行的費用，試驗的條件等），而數值計算的方法正具有成本低及能模擬較複雜或較理想的工況等優點，它可以拓寬實驗研究的範圍，減少實驗的工作量。從某種意義上說，在特定引數下用計算機進行一次數值計算相當於進行一次試驗。歷史上也曾有首先通過數值計算發現新現象而由實驗證實的例子。總之，由於理論分析、實驗研究及數值計算各有其適宜的應用範圍，把這三種方法巧妙地接合起來可以收到互相補充、相得益彰的作用。可以認為，在科學技術發展到今天的階段，把實驗測定、理論分析與數值計算有機而協調地結合起來方法，是研究傳熱問題的理想而有效的手
——摘自《數值傳熱學》
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