空气动力学是研究物体和空气之间有相对运动时，空气的运动规律及作用力所服从规律的一门学科。它是现代流体力学的一个分支，是随着航空航天事业的发展，将流体动力学应用于研究飞行器运动而发展起来的。尤其是随着电子计算机的诞生和发展，为空气动力学研究和应用带来了新的方向——计算空气动力学。

        计算空气动力学已成为研究航空航天飞行器最重要的手段之一。例如，飞行器的升力和阻力及其形成机理，都可通过计算空气动力学加以计算和分析。能载人的实用飞机自从20世纪初出现以来，发展迅速，尤其是有了计算空气动力学手段后，大大加速了其研制和换代速度。到50年代末期，有了人造地球卫星；60年代末期已经实现了往返月球的宇宙飞行。尽管人造卫星和宇宙飞船的主要活动区域远超大气层，可这些太空飞行器的起飞和返航仍要穿越大气层。事实上，由于高超声速下严苛的物理环境，给风洞实验带来了巨大挑战，计算空气动力学便成为高效、低成本的推荐手段。

        除了传统的飞行器外，现代工业有许多用到气流来工作或与气流打交道的场合，这些方面也可采用计算空气动力来计算和分析。例如，地面高速交通关键技术中的减阻、稳定和降噪问题。涡轮机、轴流式和离心式压气机等的叶片气动问题，高大建筑物的风压问题，室内暖气通风问题等。此外，自然界的气象问题也有很大一部分是气流——风的问题，体育方面也有计算空气动力学模拟的身影，如球类运动、自行车/赛车运动等。

        计算空气动力学主要讲述如何利用计算机去求解空气动力学问题，需要有一定的空气动力学基础和计算机语言编程能力。课程共计36学时，系统地讲授计算空气动力学的基本理论，包括：流体控制方程的数学性质、有限差分/有限体积方法基本原理、一维抛物型与双曲型方程的数值方法、可压缩流动的数值方法等。同时注重培养学生的实践能力，包括多维问题求解方法、数值网格生成技术等。

        课程的考核以大作业为主，需要学生动手编写程序并提交源代码和结果分析报告。以此锻炼学生利用计算机去解决实际空气动力学问题的能力。可为今后开展空气动力学方面的研究和从事飞行器、涡轮机械、高速列车等的气动设计打下良好基础。

使学生初步具备利用计算机去解决实际空气动力学问题的能力。

《高等数学》、《空气动力学》（或《流体力学》等类似课程）、《数值分析》等课程的基础知识，同时也应具有一定的计算机语言编程能力。

教材：

（1）计算流体力学教程. 张德良. 高等教育出版社, 2010( 2010年第1次印刷).

参考资料：

（1）计算流体力学入门, John D. Anderson(著), 姚朝晖, 周强(译). 清华大学出版社, 2010( 2013年第3次印刷).

（2）计算流体力学方法及应用, 阎超. 北京航空航天大学出版社, 2006( 2007年第2次印刷).

（3）计算空气动力学并行编程基础, 刘巍, 张理论, 王勇献, 邓小刚. 国防工业出版社, 2013( 2013年第1次印刷).

（4）空气动力学基础, 曾明, 刘伟, 邹建军. 科学出版社, 2016( 2021年第9次印刷).

（5）Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics，Eleuterio F. Toro, Springer，2009.

（6）Principles of Computational Fluid Dynamics，P. Wesseling, Springer-Verlag，2001.