流体动力学

　　流体动力学（fluid dynamics），研究作为连续介质的流体在力作用下的运动规律及其与边界的相互作用的流体力学分支。广义地说，它还研究流体和其他运动形态的相互作用。流体动力学与流体静力学的差别在于前者研究运动中的流体；流体动力学与流体运动学的差别在于前者考虑作用在流体上的力。流体动力学包括水动力学和空气动力学两大部分。其研究方法也和流体力学一样有理论、实验和计算3种，它们取长补短，相互促进。流体动力学的主要内容如下：

　　应力张量和变形速率张量的关系　牛顿粘性定律阐述剪切流动中两层流体间的剪应力（即粘性应力）与流体剪切变形速率（即垂直速度方向的速度梯度）之间成正比关系。对于一般粘性流动，若假设：①运动流体的应力张量在运动停止后趋于静止流体的应力张量；②偏应力张量的各分量是局部速度梯度张量各分量的线性齐次函数；③流体为各向同性，则可导出应力张量和变形速率张量之间的关系，即广义牛顿粘性定律。

　　动量方程和能量方程　动量方程是动量守恒的数学表达式，表明单位体积上的惯性力等于单位体积上的质量力加上单位体积上的压力梯度和粘性应力。能量方程是能量守恒的数学表达式，表明粘性耗损的机械能以及由于热交换或其他原因传入的热量使流体的熵增大。

　　旋涡的动力学性质　如果流体是无粘性、正压的，且外力有势，则旋涡不生不灭，而且涡线，涡管总是由相同的流体质点组成，涡管强度不随时间变化。只有流体的粘性、斜压性和外力无势这3个因素才能使旋涡产生、发展变化和消亡。对于在工程实际中大量遇到的无粘性不可压缩均质流体在重力作用下的均匀束流、定常绕流问题和静止起动问题，都满足流体无粘性、正压和外力有势3个条件 ，因此整个流体运动时时处处都是无旋的。由于无旋运动可作许多数学上的简化，最终归结为求解拉普拉斯方程，故又称为拉普拉斯无旋运动。

　　各类流体运动　根据不同标准可分为：层流和湍流；边界层流动和外部位势流动；无粘流动和粘性流动；不可压缩流动和可压缩流动等。