流体力学的研究内容

1．流体力学的研究内容

气体和液体统称为流体。流体在人们的生活和生产活动中随处可见，所以流体力学与人类日常生活和生产事业有着密切的联系。在众多流体之中，大气和水是最常见的，整个地球都被大气包围着，地球表面的70%都是水。众所周知的海水运动(包括波浪、潮汐、中度涡旋、环流等)、大气运动、地球深处熔浆的流动都属于流体力学的研究范围之内。

潜艇

飞机

世界第一架飞机于20世纪初出现，随后，飞机以及其他各种飞行器快速发展起来。航天飞行开始于20世纪50年代，自此以后人类的活动范围大大扩展了。航空航天事业发展得如此迅速，离不开流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展，因为在流体力学中，这些学科是最活跃、最富有成果的领域。

流体力学分支之一——渗流力学研究的主要对象，要求人们了解流体在多孔或缝隙介质中的运动。例如，地下水的开发利用，石油和天然气的开采，等等。除此之外，渗流力学还涉及化工中的浓缩，土壤盐碱化的防治、分离和多孔过滤，燃烧室的冷却等一些相关技术问题。河流泥沙运动、沙漠迁移、管道中煤粉输送、化工中气体催化剂的运动等，都涉及流体中带有固体颗粒或液体中带有气泡等问题，此类问题属于多相流体力学研究范围。

石油钻井

燃烧的条件是可燃物、助燃剂和达到着火点，因此燃烧往往与气体不可分，这是有化学反应和热能变化的流体力学问题，是物理—化学流体动力学的内容之一。由于爆炸是猛烈的瞬间能量变化和传递的一个过程，所以它涉及到气体动力学，正是这个原因，才形成了爆炸力学。

所谓的等离子体，指的是自由电子、带等量正电荷的离子以及中性粒子的集合体。在磁场作用下，等离子体有着自身特殊的运动规律。而对等离子体的运动规律进行研究的学科，通常被人们称为等离子体动力学和电磁流体力学，它们的应用方面也比较广泛。例如，磁流体发电、受控热核反应、宇宙气体运动等。

环境流体力学，是一门涉及经典流体力学、气象学、海洋学和水力学、结构动力学等的新兴边缘学科。例如，风对建筑物、桥梁、电缆等的作用，能够使它们承受载荷和激发振动；人类所排放的废气和废水，能够对环境造成一定的污染；在冲刷的作用下，河床发生迁移甚至于海岸遭到侵蚀。对这些流体本身的运动及其同人类、动植物间的相互作用的研究，也就是所谓环境流体力学。

废气排放

生物流变学是生物力学的一个分支，它主要研究人体或其他动植物中有关的流体力学问题。例如，血液在血管中的流动，心、肺、肾中的生理流体运动，植物中营养液的输送，等等。除此之外，鸟类在空中的飞翔，动物在水中的游动等等都是它的研究内容。

游在水里的鱼

空中翔的鸟

由上可知，流体力学不仅包括自然科学的基础理论，也包括工程技术科学方面的应用。如果流体力学按照流体作用力的角度来划分，可以划分为三类：流体静力学、流体运动学以及流体动力学；以对不同“力学模型”的研究为根据来划分，则可以分为理想流体动力学、粘性流体动力学、不可压缩流体动力学、可压缩流体动力学和非牛顿流体力学等。