Aluksi ei välttämättä tarvitse rakentaa koelaitetta - virtauskenttä voidaan simuloida myös tietokoneella numeerisen virtauslaskennan eli CFD-laskennan avulla. Useissa tapauksissa virtauslaskennalla saadaan myös paljon yksityiskohtaisempi kuva virtauskentästä kuin mikä mittaamalla olisi edes mahdollista.
Idea on melko samankaltainen kuin lujuusanalyysissä FEM-menetelmällä. Numeerinen virtauslaskenta sisältää seuraavat työvaiheet:
- 3D mallin luominen virtausalueesta
- Laskentahilan generointi virtausalueeseen
- Alkuarvojen ja reunaehtojen määrittely
- Virtaus- ja apuyhtälöiden numeerinen ratkaisu
- Tulosten jälkikäsittely, graafinen esitys ja arviointi
Virtaustekniikan laboratoriolla on käytettävissä seuraavat CFD-työkalut:
- TKK:n kehittämä Finflo virtausratkaisija
- Kaupallinen Fluent laskentaohjelmisto
- Gridgen hilangenerointiin ja esikäsittelyyn
- IGG hilangenerointiin ja esikäsittelyyn
- Fieldview jälkikäsittelyyn ja visualisointiin
Esimerkkejä virtaussimuloinneista:
Vasemmalla painejakauma ja virtaviivat radiaalikompressorissa sekä oikealla virtausnopeus virtauskanavan eri leikkauksissa.
Ylisooninen turbiinin staattori suutin. Vasemmalla alkuperäinen geometria, jossa virtaus kiihtyy CFD-laskennan mukaisesti epätasaisesti. Oikealla parannettu versio, jossa nopeus kiihtyy tasaisesti yli kaksinkertaiseen äänennopeuteen.