何謂流體力學？流體力學是主要研究流體本身的靜止狀態和運動狀態，以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動的規律的一門力學的分支學科。1738年伯努利著書《水動力學》，並提出了“水動力學”，1880年前後出現了“空氣動力學”，1935年以後，人們概括了兩方麵知識，建立統一的體係，即為“流體力學”主要研究水和空氣。流液體力學是一門很有實用性的科學，不管是在航空還是航海領域、醫學以及其他很多領域也都離不開流體力學。沒有流體力學的支撐，萬噸級或者是萬噸級輪船不可能安然航行於大海，飛機不可能飛行於藍天，醫生甚至無法測量我們的血壓......
1. 流體力學的發展過程
流體力學作為一門分支學科的出現，是在18世紀，但早在幾千年前，科學家們就開始對流體力學進行了探索，先驅們的夢想和實踐，對後來的流體力學研究有著推動作用，17世紀，科學迅猛發展，力學領域的研究者們開始對流體進行深入研究，18世紀，歐拉、伯努利、克萊洛、達朗貝爾正式將流體力學作為一個分支學科，“歐拉方程”和“伯努利方程”的建立，成為流體力學作為一個分支學科的標識。通過19世紀和20世紀科學家們的不斷研究，現在的流體力學已經是一門比較成熟的學科。
1.1早期人類的夢想與探索
春秋時期，《墨子》就有了“墨子為木鳶，三年而成，蜚一日而敗。”“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。公輸子以為至巧。子墨子謂公輸子曰：子之為鵲也，不若翟之為車轄，須臾劉三寸之木而任五十石之重。故所謂巧，利於人謂之巧，不利於人謂之拙。”的說法，雖然其中所說的的“木鳶”或者“木鵲”可能並非真實出現過或者有誇大的成分，但至少這卻在幾千年後的今天完全實現了，“木鳶”或者“木鵲”就是利用了流體力學，有了夢想，什麽都有可能，這可能是曆史上最早有關空氣方麵力學的著作。
我們熟知的“曹衝稱象”亦是對流體的利用。
阿基米德是我們熟知的哲學家、數學家、物理學家、人們認為他是靜態力學和流體靜力學的奠基人，阿基米德是一個多才的科學家，在很多領域都頗有建樹，他著了很多書其中《論浮體》可以認為是最早有關流體力學的文獻，其中記載有包括我們熟知的“阿基米德原理”等，該書闡述了很多關於液體（流體）的理論，這些理論為以後研究流體力學提供了很大的幫助。
文藝複興時期的列奧納多·達·芬奇是一個奇才，他在很多領域如藝術、醫學、建築、地質、文學等都頗有建樹，也是一個多產的發明家，他對飛行現象非常著迷，達·芬奇做了鳥類飛行的詳細研究，同時策劃了數部飛行機器，包括了以4個人力運作的直升機以及輕型滑翔翼，1496年1月3日，他曾測試了一部自製飛行機器但以失敗告終。
1.2早期流體力學的研究
早期流體力學從牛頓開始研究，從牛頓開始，到開始用微分方程和試驗測量進行流體運動定量研究的階段，此階段一般稱為早期流體力學研究。 18世紀的克萊諾、歐拉、伯努利、和達朗貝爾打下基礎、歐拉方程和伯努利方程的建立，標誌著流體力學作為一門分支學科建立。牛頓提出了“牛頓粘性定律”開始，其他幾個科學家運用數學公式研究流體，開啟了流體力學的大門。
1.3 十九世紀流體力學研究
法國物理學家和工程師納維，他建立了流體平衡和運動的基本方程，英國力學家、數學家斯托克斯，建立了粘性流體運動的基本方程組，他們兩人的方程叫做N-S方程。 1858年德國物理學家、生理學家亥姆霍茲提出了“亥姆霍茲渦量定理”，1869年愛爾蘭數學家、物理學家、工程師開爾文發現“開爾文環量定理”即“開爾文-亥姆霍茲定理”，很多重要流體現象都可以用此定理來解釋。
1883年英國力學家、物理學家和工程師雷諾用實驗證實了粘性流體的層流和紊流兩種流態，並找到了雷諾數（實驗研究粘性流體流動規律的相似準則數），同時提出雷諾平均N-S方程，該方程至今還是湍流計算中的主要數學模型。
19世紀的科學家們，對流體力學的研究，使流體力學得到了很好的發展。
1.4 二十世紀流體力學
德國哥廷根學派創立人、德國物理學家、哥廷根大學教授、近代力學奠基人之一的普朗特將“水力學”和“水動力學”聯係起來進行研究，因此，普朗特也被成為“現代流體力學之父”。中國第一個空氣動力學專業奠基人陸士嘉教授即是普朗特的學生。
錢學森先生的導師——馮·卡門提出了“卡門渦街”理論，建立了“湍流”概念以及“可壓縮空氣動力學理論體係”，超聲速的到來，也與馮·卡門息息相關。
英國人泰勒對大氣湍流進行了研究，同時對原子彈爆炸的自模擬理論進行了研究，發現了失穩條件，指出了液滴中的裏的作用等。
通過20世紀的科學家們研究，流體力學得到了很大的應用。
2.早期研究流體力學的科學家們
2.1牛頓
艾薩克·牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英國皇家學會會員（後曾任會長），英國著名的全才科學家，著作有《自然哲學的數學原理》、《光學》。萬引力和牛頓三大定律的提出者。
伍爾索普莊園，在英格蘭林肯郡鄉下的伍爾索普村，是牛頓1643年1月4日出生的地方。牛頓從小喜歡讀書，也愛做一些小東西，比如小學課本中提到的風車，以及其他如日晷等。小學時的牛頓學習成績一般，但是因為愛思考，一次偶然的機會，讓他的學習成績突飛猛進，就是他和一個愛欺負他的學生打過一架。牛頓在中學時代學習成績很出眾，愛好讀書，對自然現象有好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤其是幾何學，哥白尼的日心說等。他還分門別類的記讀書筆記，又喜歡別出心裁地做些小工具、小技巧、小發明，小試驗。大學時，牛頓最有影響力的研究——萬有引力被他發現，同時，大學期間牛頓有很多方麵研究，後來牛頓接替胡克成為英國皇家學會會長，之後成為議員，開始從政，1696年，牛頓通過了當時的財政大臣查爾斯·孟塔古的提攜遷到了倫敦作皇家鑄幣廠的監管，一直到去世。他主持了英國的最大貨幣重鑄工作，此職位一般都是閑職，但牛頓卻非常認真的對待。身為皇家鑄幣廠的主管官員，牛頓估計大約有20%的硬幣是偽造的。為那些惡名昭著的罪犯定罪是非常困難的；不過事實證明牛頓做得很好。牛頓為此當上了太平紳士。
牛頓是早期最早研究流體力學的科學家，他提出了“牛頓粘性定律”即“牛頓內摩擦定律”。牛頓粘性定律是“對部分定常層流內摩擦力的定量計算式”。若流體滿足該定律，則該流體稱為牛頓流體。
液體內摩擦力又稱粘性力，液體流動時呈現的這種性質稱為粘性，度量粘性大小的物理量稱為粘度。液體的粘性是組成液體分子的內聚力要阻止分子相對運動產生的內摩擦力，液體隻有在流動或者流動趨勢時才會出現粘性。這種內摩擦力隻能使液體流動減慢，不能阻止，這是與固體摩擦力不同的地方。牛頓粘性定律開啟了早起流體力學研究的大門，流體力學開始了公式式的研究。
2.2伯努利
丹尼爾·伯努利，數學、物理學、醫學家，1700年2月8日生於荷蘭格羅寧根；1782年3月27日卒於瑞士巴塞爾。他是的伯努利家族最出的一位，研究領域極為廣泛，幾乎涉及到當時的數學和物理學的研究前沿的問題都有所研究，他被推崇為數學物理方法的奠基人。他1726年出的伯努利方程對數學影響深遠。
伯努利方程被認為是流體的機械能守恒定律，即“動能+重力勢能+壓力勢能=常數”，在航空、航海中利用廣泛。
2.3 歐拉
歐拉，瑞士數學家和物理學家，是第一個使用“函數”，把微積分應用於物理學的先驅者之一，在流體力學上，歐拉方程做出了不可替代的貢獻。
歐拉方程至今仍應用於空氣動力學和水波等理論，它是理想流液體的基本方程，歐拉方程玉帛努力方程的建立，是流體力學作為一門學科的標誌。有了歐拉方程和伯努利方程，流體力學研究才得以進行。
2.4 拉普拉斯
拉普拉斯是法國分析學家、概率論學家和物理學家，法國科學院院士。拉普拉斯還是一個和拿破侖有著密切關係的官員，他擁護拿破侖，任過拿破侖的老師。在流體力學上，拉普拉斯方程至今仍在廣泛運用。
2.5 達朗貝爾
達朗貝爾是法國物理學家、數學家和天文學家。數學是達朗貝爾研究的主要課題，他是數學分析的主要開拓者和奠基人，達朗貝爾認為力學應該是數學家的主要興趣，所以他一生對力學也作了大量研究。達朗貝爾是十八世紀為牛頓力學體係的建立作出卓越貢獻的科學家之一。
達朗貝爾著有《動力學》一書，闡述了達朗貝爾原理（物體外力和動力的反作用力的和力為零），在沒有約束時，與牛頓第二定律是一致的，但有約束時，一般都是用達朗貝爾原理。
2.6 克萊洛
克萊洛，法國數學家、天文學家和大地測量學家，1736年他參加了馬保梯(P.L.M.Maupertuis)領導的弧度測量工作，在北歐拉普蘭進行了曆時兩年(1736～1737)的考察。根據這次考察和對地球形狀的研究，他編著了《根據流體靜力學原理研究地球形狀的理論》一書。此書奠定了經典大地測量學測定地球形狀的基礎。1738年，克萊洛根據離心力加速度、赤道重力和兩極重力推算出地球扁率的關係式，即“克萊洛定理”。此外，克萊洛在數學方麵，對空間曲線、微分方程理論以及代數和幾何學有較深的研究。在天文學方麵，也有重大成就。由於他的成績顯著，因此擔任法國科學院院士達18年之久。克萊洛的主要著作還有：《世界坐標係研究》等，世界坐標係是筆者所學專業必須內容，坐標係決定了地圖（筆者使用海圖），對於一條航行中的船舶來說，一旦坐標係有所偏差，帶來的後果就是可能上億的損失。我們現在使用的坐標係是CGCS2000坐標係，和美國GPS所使用的WGS84坐標係基本一致，這歸功於克萊洛的努力，沒有他，航海上的精確海圖將不知是什麽樣子。
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[漫畫]《流體力學非典型手冊》
作者：ziper，轉載自科學鬆鼠會
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