流體動力學結構圖(流體動力學)
1.流體動力學
流體動力學（fluid dynamics）是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體（流體指液體和氣體）的狀態(tài)與規(guī)律。
流體動力學底下的小學科包括有空氣動力學（研究氣體）和 hydrodynamics（研究液體）。
流體動力學有很大的應用，在預測天氣，計算飛機所受的力和力矩，輸油管線中石油的流率等方面.其中的的一些原理甚至運用在交通工程.交通運輸本身被視為一連續(xù)流體，解決一個典型的流體動力學問題，需要計算流體的多項特性，包括速度，壓力，密度，溫度.
2.流體動力學原理是什么意思
流體力學概念 流體力學是力學的一個獨立分支，是一門研究流體的平衡和流體機械運動規(guī)律及其實際應用的技術科學。
流體力學所研究的基本規(guī)律，有兩大組成部分。一是關于流體平衡的規(guī)律，它研究流體處于靜止（或相對平衡）狀態(tài)時，作用于流體上的各種力之間的關系，這一部分稱為流體靜力學；二是關于流體運動的規(guī)律，它研究流體在運動狀態(tài)時，作用于流體上的力與運動要素之間的關系，以及流體的運動特征與能量轉換等，這一部分稱為流體動力學。
流體力學在研究流體平衡和機械運動規(guī)律時，要應用物理學及理論力學中有關物理平衡及運動規(guī)律的原理，如力系平衡定理、動量定理、動能定理，等等。因為流體在平衡或運動狀態(tài)下，也同樣遵循這些普遍的原理。
所以物理學和理論力學的知識是學習流體力學課程必要的基礎。 目前，根據流體力學在各個工程領域的應用，流體力學可分為以下三類： 水利類流體力學：面向水工、水動、海洋等； 機械類流體力學：面向機械、冶金、化工、水機等； 土木類流體力學：面向市政、工民建、道橋、城市防洪等。
3.流體動力學的主要種類
可壓縮流與不可壓縮流
所有流體某種程度上而言都是可壓縮的，換言之，壓力或溫度的改變會造成流體密度的改變。然而，許多情況下，壓力或溫度改變所造成的密度改變相當微小，是可以被忽略的。此種流體可以用不可壓縮流進行模擬，否則必須使用更普遍性的可壓縮流方程式進行描述。
數學上而言，不可壓縮性代表著流體流動時，其密度維持不變，換言之：其中，D / Dt為對流導數（convective derivative）。此條件可以簡化許多描述流體的方程式，尤其是運用在均勻密度的流體。
對于氣體要辨別是否具有可壓縮性，馬赫數是一個衡量的指標。概略來說，在馬赫數低于0.3左右時，可以用不可壓縮流的行為解釋。至于液體，較符合可壓縮流還是不可壓縮流的性質，主要取決于液體本身的性質（特別是液體的臨界壓力與臨界溫度）和流體的條件（液體壓力是否接近和液體臨界壓力）。 聲學的問題往往需要引進壓縮性的考量，因為聲波算是可壓縮波，其性質會隨著傳播的介質以及壓力變化而改變。
黏性流與非黏性流
當流體內的阻力越大時，描述流體須考慮其黏性的影響。雷諾數可用來估算流體的黏性對描述問題的影響。所謂史托克流指雷諾數相當小的流動。在此情況，流體的慣性相較于黏性可忽略。而流體的雷諾數大代表流體流動時慣性大于黏性。因此當流體有很大的雷諾數，假設它是非黏性流，忽略其黏性，可當成一個近似。 這樣的近似，當雷諾數大時，可得到很好的結果。即使在某些不得不考慮黏性的問題（例如邊界問題）。在流體與管壁的邊界，有所謂的不滑移條件，局部會有很大的速率應變率，使得黏性的作用放大而有渦度，黏性因而不可被忽略。 因此，計算管壁對流體的凈力，需要使用黏性方程式。如同達朗白謬論的說明，物體在非黏性流里，不會感受到力。尤拉方程是描述非黏性流的標準方程式。在這種情況，一個常使用的模型，使用尤拉方程描述遠離邊界的流體，在接觸的邊界，使用邊界層方程式。 在某一個流線上，將尤拉方程積分，可得到白努利方程。如果流體每一處都是無旋轉渦動，白努利方程可描述整個流動。
穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流
流體速度和壓力隨時間而改變的流動稱為非穩(wěn)定流。非穩(wěn)定流的速度和壓力不僅要考慮位置，同時也要考慮時間的影響。流體速度和壓力均不隨時間而改變的流動稱為穩(wěn)定流。
層流亂流
當流動由漩渦和明顯的隨機性所主導時，此種流動稱為亂流。當亂流效應不明顯時，則稱為層流。然而值得注意的是，流動之中存在于漩渦不一定表示此流動為亂流──這些現象可能也存在于層流之中。數學上，亂流通常以雷諾分離法來表示，也就是亂流可以表示成穩(wěn)定流與擾動部分的和。亂流遵守納維-斯托克斯方程式。數值直解法（Direct numerical simulation,DNS），基于納維-斯托克斯方程式可應用在不可壓縮流，可使用雷諾數對亂流進行模擬（必須在電腦性能與演算結果準確性均能負荷的條件下）。而此數值直解法的結果，可以解釋所得的實驗資料。
然而，大部分我們有興趣的流動都是雷諾數比DNS能夠模擬的范圍大上許多，即使電腦性能在接下來的數十年間持續(xù)發(fā)展，仍難以實行模擬。任何飛行交通工具，要足夠能承載一個人（L >3 m）以72 km/h (20 m/s)的速度移動，此情況都遠遠在DNS能夠模擬的范圍之外（雷諾數為4百萬）。像是空中巴士A300或波音747這類的飛行工具，機翼上的雷諾數超過4千萬（以翼弦為標準）。為了能夠處理這些生活上實際的問題，需要建立亂流模型。雷諾平均納維-斯托克斯方程式（Reynolds-averaged Navier-Stokes equations） 結合了亂流的效果，提供了一個亂流的模型，將額外的動量傳遞表示由雷諾應力所造成；然而，亂流也會增加熱傳與質傳速度。大渦數值模擬計算（Large eddy simulation,LES）也是一個模擬方法，外觀與分離渦流模型（detached eddy simulation, DES）甚相似，是一種亂流模擬與大渦數值模擬計算的結合。
4.求一全套“流體力學”學習資料
第1章 緒 論本章首先引入流體的連續(xù)性假設，然后介紹流體的流動性、粘性、可壓縮性等物理性質以及作用在流體上的力。
1.1流體力學的研究對象及意義在一定的外界條件下，根據組成物質的分子間距離和相互作用力強弱的不同，將物質劃分為固體、液體和氣體，而根據物質的受力和運動特性的不同，物質又可劃分為固體和流體。流體包括液體和氣體。
固體既能承受法向力（包括壓力和拉力），又能承受切向力，在彈性范圍內作用力使固體產生有限的變形，作用力消失，變形消失，固體恢復到原來的形狀；流體只能承受壓力，不能承受拉力，在靜止流體中只要有切向力的作用，不管它多么小，在足夠大的時間內流體將產生連續(xù)不斷的變形。這種變形就是我們所說的流動。
因此，也稱能流動的物質為流體。水、空氣、酒精、滑油等是常見的流體。
流體力學是力學的一個分支，屬于宏觀力學。它的主要任務是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用。
有些物質具有流體和固體的雙重特性。例如我們熟知的瀝青，塊狀瀝青表現為固體，而經長時間載荷作用下的瀝青又具有流體的特性。
又如面條也有固體和流體的雙重特性，我們把這類物體統稱為粘彈性流體。流體力學不討論這種具有雙重性的物質，只討論像水、空氣這樣的“純粹流體”。
液體和氣體雖同為流體，具有共性，但又各有特性。液體雖無一定的形狀，但具有一定的體積，不易被壓縮，在于氣體的交界面上存在自由表面；氣體既沒有一定的形狀，也沒有一定的體積，易于被壓縮，不存在自由表面。
液體和氣體的特性決定了各自需要研究的特殊問題。以液體為主要研究對象的力學稱為水動力學（Hydrodynamics），以空氣為主要研究對象的力學稱為水動力學（Aerodynamics），兩者結合起來統稱為流體力學（Fluid Mechanics）。
例如，由于液體存在自由表面，艦船在水面上航行時會引起船波，需要研究波浪問題而不計壓縮性，如果艦船在洶涌起伏的水面上（波浪中）航行，還會發(fā)生搖擺和擊水等現象；由于氣體的易壓縮性，飛機、導彈等在空中高速航行時要考慮壓縮性和沖擊波等問題問題。但是，如果研究距水面較遠的深水問題，水面的影響可不予考慮，而研究低速流動的空氣時，也可以不考慮壓縮性，這時，水和空氣遵循大致相同的運動規(guī)律。
例如，空氣中的氣球和深水下的水雷，空氣中的飛船和水下的水滴形潛艇等等的受力情況是類似的。流體力學廣泛應用于航空、船舶、水利、交通、石油、能源、建筑、機械、采礦、冶金、化工等各個領域。
可以說，目前已很難找到一個領域與流體力學沒有或多或少的聯系。在船舶與海洋工程領域中，船舶與下水運載器的外形設計、穩(wěn)性、操縱性、快速性、耐波性、抨擊、海洋結構物的設計、海浪與海流的描述以及海洋能的開發(fā)和利用等基本問題都向流體力學提出了廣泛的研究課題。
在海岸與港口航道工程中，避風港灣、護岸提壩以及內河航道的設計等都需要流體力學知識。在水利工程中，大型水利樞紐、水庫、水力發(fā)電站的設計和建造、洪峰預測、河流泥沙等問題都是與流體力學緊密聯系在一起的。
可見流體力學在人們生產和生活中占有重要的地位。就船舶與海洋工程領域而言，流體力學作為一門專業(yè)基礎科學，在推動造船工程技術的發(fā)展，開發(fā)研制低消耗、高效能艦船的過程中起著非常重要的作用。
流體力學是一門古老而富有活力的學科，至今已經歷了兩千多年的歷史。流體力學的發(fā)展演變過程大體上經歷了四個階段。
（1）靜力學（Hydrostatics）：這一階段以公元兩千多年前Archimedes(B.C.278—212)關于浮力和Pascal(1623—1662)關于靜水壓力的研究為代表。至今還流傳著Archimedes利用浮力原理解決皇冠摻銀問題的故事。
（2）理想流體力學（Ideal Fluid Mechanics）：從十七世紀開始一些卓越的數學家從數學的角度出發(fā)不計流體的粘性、壓縮性和表面張力研究流體的運動，形成了流體力學學科的雛形——理想流體力學（Hydrodynamics,Hydraulics），這一階段以伯努利（Bernoulli）(1700—1782)、歐拉（Euler）(1707—1783)和Largrange的工作最具代表性。但由于忽略粘性，導致了繞流物體阻力為零的佯繆（Paradox）。
(3)流體動力學（Fluid Dynamics）：這一階段研究的特征是理論與實驗的結合。十八世紀突出的成就是由Navier、Hargen、Poiseuille、Stokes等人創(chuàng)立了粘性流體力學。
進入十九世紀在理論研究遇到困難的情況下開始主要依賴于實驗，由Reynolds、Froude、Rayleigh等人創(chuàng)立了相似理論，奠定了實驗流體力學（Experimental Fluid Mechanics）的基礎。隨著Helmholyz、Thomson等人關于旋渦運動的幾個實驗的提出，流體力學的體系逐步趨于完善，也正是這一時期，流體力學與航空、造船等工程實際的聯系更緊密了，做出重要貢獻的學者還有儒可夫斯基（Joukowski）、庫塔（Kutta）等人。
自二十世紀初由Plandtl創(chuàng)立了邊界層理論以及隨著湍流理論的出現流體力學進入了與工程實際相結合的蓬勃發(fā)展的時期，因此Plandtl和Von Karmann也成為了近代流體力學的奠基人。在我國著名的力。
