流体力学研究的方法及应用

流体力学是在不断总结生产经营与实验研究的基础上产生并逐步发展起来的。在不同的历史时期，有着不同的研究方法，在现代，涉及流体动力学的研究方法有实验研究、理论分析与数值计算。

18世纪中叶以前是流体力学的发展初期，主要运用初等数学来解决流体静力学与运动学问题，只涉及少量的流体动力学问题，实验与测量方法也比较简单。

18世纪中叶以后，开始形成独立的流体力学学科，并运用高等数学，采用理论分析的方法来研究流体的平衡与机械运动规律，流体动力学得到较大的发展。所谓理论分析的方法就是在实验的基础上对运动流体提出合理的假设，建立简化的力学模型，并根据力学原理与定律建立基本方程。最后利用边界条件及初始条件对方程进行求解，再与实验进行比较。在这方面，欧拉和拉格朗日是“理论流体力学”的奠基人。 (www.xing528.com)

20世纪60年代后，随着计算方法和计算技术的飞速发展，使计算流体力学得以用于实际的研究中。计算流体力学广泛采用有限差分法、有限单元法、边界元法与谱方法等数值算法。数值计算方法能求解许多理论分析无法完全解决的问题，还可节省实验研究所需的人力、物力。但是，数值计算无法取代实验研究与理论分析。首先，理论分析与数值计算结果需要实验的验证与启迪。此外，理论分析是数值计算的基础，对实验研究亦有指导意义。

总之，实验研究、理论分析和数值计算这三种方法是相互补充、相互促进、相互渗透的，在现代流体力学与流体工程研究中缺一不可。