流體力學(xué)發(fā)展史（轉(zhuǎn)）
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流體力學(xué)發(fā)展簡史
流體力學(xué)是力學(xué)的一個分支，它主要研究流體本身的靜止?fàn)顟B(tài)和運動狀態(tài)，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(guī)律。
流體力學(xué)中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎(chǔ)是牛頓運動定律和質(zhì)量守恒定律，常常還要用到熱力學(xué)知識，有時還用到宏觀電動力學(xué)的基本定律、本構(gòu)方程和物理學(xué)、化學(xué)的基礎(chǔ)知識。
1738年伯努利出版他的專著時，首先采用了水動力學(xué)這個名詞并作為書名；1880年前后出現(xiàn)了空氣動力學(xué)這個名詞；1935年以后，人們概括了這兩方面的知識，建立了統(tǒng)一的體系，統(tǒng)稱為流體力學(xué)。
除水和空氣以外，流體還指作為汽輪機工作介質(zhì)的水蒸氣、潤滑油、地下石油、含泥沙的江水、血液、超高壓作用下的金屬和燃燒后產(chǎn)生成分復(fù)雜的氣體、高溫條件下的等離子體等等。
氣象、水利的研究，船舶、飛行器、葉輪機械和核電站的設(shè)計及其運行，可燃氣體或***的爆炸，以及天體物理的若干問題等等，都廣泛地用到流體力學(xué)知識。許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所關(guān)心的問題既受流體力學(xué)的指導(dǎo)，同時也促進了它不斷地發(fā)展。1950年后，電子計算機的發(fā)展又給予流體力學(xué)以極大的推動。
流體力學(xué)的發(fā)展簡史
流體力學(xué)是在人類同自然界作斗爭和在生產(chǎn)實踐中逐步發(fā)展起來的。古時中國有大禹治水疏通江河的傳說；秦朝李冰父子帶領(lǐng)勞動人民修建的都江堰，至今還在發(fā)揮著作用；大約與此同時，古羅馬人建成了大規(guī)模的供水管道系統(tǒng)等等。
對流體力學(xué)學(xué)科的形成作出第一個貢獻的是古希臘的阿基米德，他建立了包括物理浮力定律和浮體穩(wěn)定性在內(nèi)的液體平衡理論，奠定了流體靜力學(xué)的基礎(chǔ)。此后千余年間，流體力學(xué)沒有重大發(fā)展。
直到15世紀(jì)，意大利達·芬奇的著作才談到水波、管流、水力機械、鳥的飛翔原理等問題；17世紀(jì)，帕斯卡闡明了靜止流體中壓力的概念。但流體力學(xué)尤其是流體動力學(xué)作為一門嚴密的科學(xué)，卻是隨著經(jīng)典力學(xué)建立了速度、加速度，力、流場等概念，以及質(zhì)量、動量、能量三個守恒定律的奠定之后才逐步形成的。
17世紀(jì)，力學(xué)奠基人牛頓研究了在流體中運動的物體所受到的阻力，得到阻力與流體密度、物體迎流截面積以及運動速度的平方成正比的關(guān)系。他針對粘性流體運動時的內(nèi)摩擦力也提出了牛頓粘性定律。但是，牛頓還沒有建立起流體動力學(xué)的理論基礎(chǔ)，他提出的許多力學(xué)模型和結(jié)論同實際情形還有較大的差別。
之后，法國皮托發(fā)明了測量流速的皮托管；達朗貝爾對運河中船只的阻力進行了許多實驗工作，證實了阻力同物體運動速度之間的平方關(guān)系；瑞士的歐拉采用了連續(xù)介質(zhì)的概念，把靜力學(xué)中壓力的概念推廣到運動流體中，建立了歐拉方程，正確地用微分方程組描述了無粘流體的運動；伯努利從經(jīng)典力學(xué)的能量守恒出發(fā)，研究供水管道中水的流動，精心地安排了實驗并加以分析，得到了流體定常運動下的流速、壓力、管道高程之間的關(guān)系——伯努利方程。
歐拉方程和伯努利方程的建立，是流體動力學(xué)作為一個分支學(xué)科建立的標(biāo)志，從此開始了用微分方程和實驗測量進行流體運動定量研究的階段。從18世紀(jì)起，位勢流理論有了很大進展，在水波、潮汐、渦旋運動、聲學(xué)等方面都闡明了很多規(guī)律。法國拉格朗日對于無旋運動，德國赫爾姆霍茲對于渦旋運動作了不少研究……。在上述的研究中，流體的粘性并不起重要作用，即所考慮的是無粘流體。這種理論當(dāng)然闡明不了流體中粘性的效應(yīng)。
19世紀(jì)，工程師們?yōu)榱私鉀Q許多工程問題，尤其是要解決帶有粘性影響的問題。于是他們部分地運用流體力學(xué)，部分地采用歸納實驗結(jié)果的半經(jīng)驗公式進行研究，這就形成了水力學(xué)，至今它仍與流體力學(xué)并行地發(fā)展。1822年，納維建立了粘性流體的基本運動方程；1845年，斯托克斯又以更合理的基礎(chǔ)導(dǎo)出了這個方程，并將其所涉及的宏觀力學(xué)基本概念論證得令人信服。這組方程就是沿用至今的納維-斯托克斯方程(簡稱N-S方程)，它是流體動力學(xué)的理論基礎(chǔ)。上面說到的歐拉方程正是N-S方程在粘度為零時的特例。
普朗特學(xué)派從1904年到1921年逐步將N-S方程作了簡化，從推理、數(shù)學(xué)論證和實驗測量等各個角度，建立了邊界層理論，能實際計算簡單情形下，邊界層內(nèi)流動狀態(tài)和流體同固體間的粘性力。同時普朗克又提出了許多新概念，并廣泛地應(yīng)用到飛機和汽輪機的設(shè)計中去。這一理論既明確了理想流體的適用范圍，又能計算物體運動時遇到的摩擦阻力。使上述兩種情況得到了統(tǒng)一。
20世紀(jì)初，飛機的出現(xiàn)極大地促進了空氣動力學(xué)的發(fā)展。航空事業(yè)的發(fā)展，期望能夠揭示飛行器周圍的壓力分布、飛行器的受力狀況和阻力等問題，這就促進了流體力學(xué)在實驗和理論分析方面的發(fā)展。20世紀(jì)初，以儒科夫斯基、恰普雷金、普朗克等為代表的科學(xué)家，開創(chuàng)了以無粘不可壓縮流體位勢流理論為基礎(chǔ)的機翼理論，闡明了機翼怎樣會受到舉力，從而空氣能把很重的飛機托上天空。機翼理論的正確性，使人們重新認識無粘流體的理論，肯定了它指導(dǎo)工程設(shè)計的重大意義。
機翼理論和邊界層理論的建立和發(fā)展是流體力學(xué)的一次重大進展，它使無粘流體理論同粘性流體的邊界層理論很好地結(jié)合起來。隨著汽輪機的完善和飛機飛行速度提高到每秒50米以上，又迅速擴展了從19世紀(jì)就開始的，對空氣密度變化效應(yīng)的實驗和理論研究，為高速飛行提供了理論指導(dǎo)。20世紀(jì)40年代以后，由于噴氣推進和火箭技術(shù)的應(yīng)用，飛行器速度超過聲速，進而實現(xiàn)了航天飛行，使氣體高速流動的研究進展迅速，形成了氣體動力學(xué)、物理-化學(xué)流體動力學(xué)等分支學(xué)科。
以這些理論為基礎(chǔ)，20世紀(jì)40年代，關(guān)于***或天然氣等介質(zhì)中發(fā)生的爆轟波又形成了新的理論，為研究原子彈、***等起爆后，激波在空氣或水中的傳播，發(fā)展了爆炸波理論。此后，流體力學(xué)又發(fā)展了許多分支，如高超聲速空氣動力學(xué)、超音速空氣動力學(xué)、稀薄空氣動力學(xué)、電磁流體力學(xué)、計算流體力學(xué)、兩相(氣液或氣固)流等等。
這些巨大進展是和采用各種數(shù)學(xué)分析方法和建立大型、精密的實驗設(shè)備和儀器等研究手段分不開的。從50年代起，電子計算機不斷完善，使原來用分析方法難以進行研究的課題，可以用數(shù)值計算方法來進行，出現(xiàn)了計算流體力學(xué)這一新的分支學(xué)科。與此同時，由于民用和軍用生產(chǎn)的需要，液體動力學(xué)等學(xué)科也有很大進展。
20世紀(jì)60年代，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)和固體力學(xué)的需要，出現(xiàn)了計算彈性力學(xué)問題的有限元法。經(jīng)過十多年的發(fā)展，有限元分析這項新的計算方法又開始在流體力學(xué)中應(yīng)用，尤其是在低速流和流體邊界形狀甚為復(fù)雜問題中，優(yōu)越性更加顯著。近年來又開始了用有限元方法研究高速流的問題，也出現(xiàn)了有限元方法和差分方法的互相滲透和融合。
從20世紀(jì)60年代起，流體力學(xué)開始了流體力學(xué)和其他學(xué)科的互相交叉滲透，形成新的交叉學(xué)科或邊緣學(xué)科，如物理-化學(xué)流體動力學(xué)、磁流體力學(xué)等；原來基本上只是定性地描述的問題，逐步得到定量的研究，生物流變學(xué)就是一個例子。
流體力學(xué)的研究內(nèi)容
流體是氣體和液體的總稱。在人們的生活和生產(chǎn)活動中隨時隨地都可遇到流體，所以流體力學(xué)是與人類日常生活和生產(chǎn)事業(yè)密切相關(guān)的。大氣和水是最常見的兩種流體，大氣包圍著整個地球，地球表面的70%是水面。大氣運動、海水運動(包括波浪、潮汐、中尺度渦旋、環(huán)流等)乃至地球深處熔漿的流動都是流體力學(xué)的研究內(nèi)容。
20世紀(jì)初，世界上第一架飛機出現(xiàn)以后，飛機和其他各種飛行器得到迅速發(fā)展。20世紀(jì)50年代開始的航天飛行，使人類的活動范圍擴展到其他星球和銀河系。航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展是同流體力學(xué)的分支學(xué)科——空氣動力學(xué)和氣體動力學(xué)的發(fā)展緊密相連的。這些學(xué)科是流體力學(xué)中最活躍、最富有成果的領(lǐng)域。
石油和天然氣的開采，地下水的開發(fā)利用，要求人們了解流體在多孔或縫隙介質(zhì)中的運動，這是流體力學(xué)分支之一——滲流力學(xué)研究的主要對象。滲流力學(xué)還涉及土壤鹽堿化的防治，化工中的濃縮、分離和多孔過濾，燃燒室的冷卻等技術(shù)問題。
燃燒離不開氣體，這是有化學(xué)反應(yīng)和熱能變化的流體力學(xué)問題，是物理-化學(xué)流體動力學(xué)的內(nèi)容之一。爆炸是猛烈的瞬間能量變化和傳遞過程，涉及氣體動力學(xué)，從而形成了爆炸力學(xué)。
沙漠遷移、河流泥沙運動、管道中煤粉輸送、化工中氣體催化劑的運動等，都涉及流體中帶有固體顆粒或液體中帶有氣泡等問題，這類問題是多相流體力學(xué)研究的范圍。
等離子體是自由電子、帶等量正電荷的離子以及中性粒子的集合體。等離子體在磁場作用下有特殊的運動規(guī)律。研究等離子體的運動規(guī)律的學(xué)科稱為等離子體動力學(xué)和電磁流體力學(xué)，它們在受控?zé)岷朔磻?yīng)、磁流體發(fā)電、宇宙氣體運動等方面有廣泛的應(yīng)用。
風(fēng)對建筑物、橋梁、電纜等的作用使它們承受載荷和激發(fā)振動；廢氣和廢水的排放造成環(huán)境污染；河床沖刷遷移和海岸遭受侵蝕；研究這些流體本身的運動及其同人類、動植物間的相互作用的學(xué)科稱為環(huán)境流體力學(xué)(其中包括環(huán)境空氣動力學(xué)、建筑空氣動力學(xué))。這是一門涉及經(jīng)典流體力學(xué)、氣象學(xué)、海洋學(xué)和水力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等的新興邊緣學(xué)科。
生物流變學(xué)研究人體或其他動植物中有關(guān)的流體力學(xué)問題，例如血液在血管中的流動，心、肺、腎中的生理流體運動和植物中營養(yǎng)液的輸送。此外，還研究鳥類在空中的飛翔，動物在水中的游動，等等。
因此，流體力學(xué)既包含自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論，又涉及工程技術(shù)科學(xué)方面的應(yīng)用。此外，如從流體作用力的角度，則可分為流體靜力學(xué)、流體運動學(xué)和流體動力學(xué)；從對不同“力學(xué)模型”的研究來分，則有理想流體動力學(xué)、粘性流體動力學(xué)、不可壓縮流體動力學(xué)、可壓縮流體動力學(xué)和非牛頓流體力學(xué)等。
流體力學(xué)的研究方法
進行流體力學(xué)的研究可以分為現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、理論分析、數(shù)值計算四個方面：
現(xiàn)場觀測是對自然界固有的流動現(xiàn)象或已有工程的全尺寸流動現(xiàn)象，利用各種儀器進行系統(tǒng)觀測，從而總結(jié)出流體運動的規(guī)律，并借以預(yù)測流動現(xiàn)象的演變。過去對天氣的觀測和預(yù)報，基本上就是這樣進行的。
不過現(xiàn)場流動現(xiàn)象的發(fā)生往往不能控制，發(fā)生條件幾乎不可能完全重復(fù)出現(xiàn)，影響到對流動現(xiàn)象和規(guī)律的研究；現(xiàn)場觀測還要花費大量物力、財力和人力。因此，人們建立實驗室，使這些現(xiàn)象能在可以控制的條件下出現(xiàn)，以便于觀察和研究。
同物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科一樣，流體力學(xué)離不開實驗，尤其是對新的流體運動現(xiàn)象的研究。實驗?zāi)茱@示運動特點及其主要趨勢，有助于形成概念，檢驗理論的正確性。二百年來流體力學(xué)發(fā)展史中每一項重大進展都離不開實驗。
模型實驗在流體力學(xué)中占有重要地位。這里所說的模型是指根據(jù)理論指導(dǎo)，把研究對象的尺度改變(放大或縮小)以便能安排實驗。有些流動現(xiàn)象難于靠理論計算解決，有的則不可能做原型實驗(成本太高或規(guī)模太大)。這時，根據(jù)模型實驗所得的數(shù)據(jù)可以用像換算單位制那樣的簡單算法求出原型的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)場觀測常常是對已有事物、已有工程的觀測，而實驗室模擬卻可以對還沒有出現(xiàn)的事物、沒有發(fā)生的現(xiàn)象(如待設(shè)計的工程、機械等)進行觀察，使之得到改進。因此，實驗室模擬是研究流體力學(xué)的重要方法。
理論分析是根據(jù)流體運動的普遍規(guī)律如質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒等，利用數(shù)學(xué)分析的手段，研究流體的運動，解釋已知的現(xiàn)象，預(yù)測可能發(fā)生的結(jié)果。理論分析的步驟大致如下：
首先是建立“力學(xué)模型”，即針對實際流體的力學(xué)問題，分析其中的各種矛盾并抓住主要方面，對問題進行簡化而建立反映問題本質(zhì)的“力學(xué)模型”。流體力學(xué)中最常用的基本模型有：連續(xù)介質(zhì)、牛頓流體、不可壓縮流體、理想流體、平面流動等。
其次是針對流體運動的特點，用數(shù)學(xué)語言將質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒等定律表達出來，從而得到連續(xù)性方程、動量方程和能量方程。此外，還要加上某些聯(lián)系流動參量的關(guān)系式(例如狀態(tài)方程)，或者其他方程。這些方程合在一起稱為流體力學(xué)基本方程組。
求出方程組的解后，結(jié)合具體流動，解釋這些解的物理含義和流動機理。通常還要將這些理論結(jié)果同實驗結(jié)果進行比較，以確定所得解的準(zhǔn)確程度和力學(xué)模型的適用范圍。
從基本概念到基本方程的一系列定量研究，都涉及到很深的數(shù)學(xué)問題，所以流體力學(xué)的發(fā)展是以數(shù)學(xué)的發(fā)展為前提。反過來，那些經(jīng)過了實驗和工程實踐考驗過的流體力學(xué)理論，又檢驗和豐富了數(shù)學(xué)理論，它所提出的一些未解決的難題，也是進行數(shù)學(xué)研究、發(fā)展數(shù)學(xué)理論的好課題。按目前數(shù)學(xué)發(fā)展的水平看，有不少題目將是在今后幾十年以內(nèi)難于從純數(shù)學(xué)角度完善解決的。
在流體力學(xué)理論中，用簡化流體物理性質(zhì)的方法建立特定的流體的理論模型，用減少自變量和減少未知函數(shù)等方法來簡化數(shù)學(xué)問題，在一定的范圍是成功的，并解決了許多實際問題。
對于一個特定領(lǐng)域，考慮具體的物理性質(zhì)和運動的具體環(huán)境后，抓住主要因素忽略次要因素進行抽象化也同時是簡化，建立特定的力學(xué)理論模型，便可以克服數(shù)學(xué)上的困難，進一步深入地研究流體的平衡和運動性質(zhì)。
20世紀(jì)50年代開始，在設(shè)計攜帶人造衛(wèi)星上天的火箭發(fā)動機時，配合實驗所做的理論研究，正是依靠一維定常流的引入和簡化，才能及時得到指導(dǎo)設(shè)計的流體力學(xué)結(jié)論。
此外，流體力學(xué)中還經(jīng)常用各種小擾動的簡化，使微分方程和邊界條件從非線性的變成線性的。聲學(xué)是流體力學(xué)中采用小擾動方法而取得重大成就的最早學(xué)科。聲學(xué)中的所謂小擾動，就是指聲音在流體中傳播時，流體的狀態(tài)(壓力、密度、流體質(zhì)點速度)同聲音未傳到時的差別很小。線性化水波理論、薄機翼理論等雖然由于簡化而有些粗略，但都是比較好地采用了小擾動方法的例子。
每種合理的簡化都有其力學(xué)成果，但也總有其局限性。例如，忽略了密度的變化就不能討論聲音的傳播；忽略了粘性就不能討論與它有關(guān)的阻力和某些其他效應(yīng)。掌握合理的簡化方法，正確解釋簡化后得出的規(guī)律或結(jié)論，全面并充分認識簡化模型的適用范圍，正確估計它帶來的同實際的偏離，正是流體力學(xué)理論工作和實驗工作的精華。
流體力學(xué)的基本方程組非常復(fù)雜，在考慮粘性作用時更是如此，如果不靠計算機，就只能對比較簡單的情形或簡化后的歐拉方程或N-S方程進行計算。20世紀(jì)30～40年代，對于復(fù)雜而又特別重要的流體力學(xué)問題，曾組織過人力用幾個月甚至幾年的時間做數(shù)值計算，比如圓錐做超聲速飛行時周圍的無粘流場就從1943年一直算到1947年。
數(shù)學(xué)的發(fā)展，計算機的不斷進步，以及流體力學(xué)各種計算方法的發(fā)明，使許多原來無法用理論分析求解的復(fù)雜流體力學(xué)問題有了求得數(shù)值解的可能性，這又促進了流體力學(xué)計算方法的發(fā)展，并形成了“計算流體力學(xué)”。
從20世紀(jì)60年代起，在飛行器和其他涉及流體運動的課題中，經(jīng)常采用電子計算機做數(shù)值模擬，這可以和物理實驗相輔相成。數(shù)值模擬和實驗?zāi)M相互配合，使科學(xué)技術(shù)的研究和工程設(shè)計的速度加快，并節(jié)省開支。數(shù)值計算方法最近發(fā)展很快，其重要性與日俱增。
解決流體力學(xué)問題時，現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、理論分析和數(shù)值計算幾方面是相輔相成的。實驗需要理論指導(dǎo)，才能從分散的、表面上無聯(lián)系的現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)中得出規(guī)律性的結(jié)論。反之，理論分析和數(shù)值計算也要依靠現(xiàn)場觀測和實驗室模擬給出物理圖案或數(shù)據(jù)，以建立流動的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模式；最后，還須依靠實驗來檢驗這些模型和模式的完善程度。此外，實際流動往往異常復(fù)雜(例如湍流)，理論分析和數(shù)值計算會遇到巨大的數(shù)學(xué)和計算方面的困難，得不到具體結(jié)果，只能通過現(xiàn)場觀測和實驗室模擬進行研究。
流體力學(xué)的展望
從阿基米德到現(xiàn)在的二千多年，特別是從20世紀(jì)以來，流體力學(xué)已發(fā)展成為基礎(chǔ)科學(xué)體系的一部分，同時又在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用。
今后，人們一方面將根據(jù)工程技術(shù)方面的需要進行流體力學(xué)應(yīng)用性的研究，另一方面將更深入地開展基礎(chǔ)研究以探求流體的復(fù)雜流動規(guī)律和機理。后一方面主要包括：通過湍流的理論和實驗研究，了解其結(jié)構(gòu)并建立計算模式；多相流動；流體和結(jié)構(gòu)物的相互作用；邊界層流動和分離；生物地學(xué)和環(huán)境流體流動等問題；有關(guān)各種實驗設(shè)備和儀器等。
空氣動力學(xué)的發(fā)展進程簡介
1、公元前的認識
在中國的春秋戰(zhàn)國時期（公元前770-221）,中國先民開始興建大型水利工程，包括灌溉工程、運河工程和堤防工程。當(dāng)時比較大的灌溉工程有：芍陂、章水十二渠、都江堰和鄭國渠。其中，芍陂和都江堰歷經(jīng)兩千多年，至今仍再發(fā)揮作用。當(dāng)時對水流運動特性已有足夠的認識。
神農(nóng)氏，傳說中的農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥的發(fā)明者，神農(nóng)氏教民種五谷，并不單單靠天而收，還教民打井汲水，對農(nóng)作物進行灌溉。
大禹，水利學(xué)的先驅(qū)和鼻祖
阿基米德簡介
阿基米德是敘拉古國王希龍二世的親戚，為國王鑒定過王冠。主要論著：論平板的平衡、論浮體。阿基米德是整個歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家之一，后人對阿基米德給以極高的評價，常把他和牛頓、高斯并列為有史以來三個貢獻最大的數(shù)學(xué)家。
阿基米德的名著《論浮體》是公元前250年最早的關(guān)于流體力學(xué)的著作。流體靜力學(xué)的基本原理（水的浮力原理），即物體在液體中減輕的重量，等于排去液體的重量，后來以“阿基米德原理”著稱于世，并由此開創(chuàng)了流體靜力學(xué)的研究。
2、公元以后至17世紀(jì)的定性描述
《Eddas文學(xué)集》紀(jì)錄了一個源于五世紀(jì)北歐的古代神話故事。故事說的是有一個以制造兵器為職業(yè)的鐵匠Wayland，他制造了一套可以穿在身上的飛行翅膀。
根據(jù)傳說，Wayland制成他的第一套飛行翅膀后，就開始同他的兄弟Egil一同進行實驗，也就是作一次試飛。他兄弟問他，“我應(yīng)當(dāng)怎么辦呢？我在這方面一點也不懂”。Wayland緩慢地強調(diào)說道：“頂著風(fēng)飛，你就容易升高向上，以后，當(dāng)你下降的時候，要順著風(fēng)飛揚”。Egil按照他的話穿好羽毛衣裳，并且立刻高飛在空中，迅速得象鳥一樣，忽高忽低，敏捷異常。但是當(dāng)他要向地面降落時，轉(zhuǎn)了個身，立即隨風(fēng)飛翔，結(jié)果頭朝下，在他落下來的時候，費了好大的事，才保住脖子沒受傷。于是Egil問，“這怎么啦？我必須承認，你的飛翼起飛是好的，但降落不好！”他再加上一句，“假使飛翼的確好的話，我就愿意要它啦。”Wayland答道：“我告訴你的錯了。記住這個，每一只能夠飛的鳥都頂著風(fēng)上升同時也這樣降落”。
李白在《上李邕》一詩中寫到：
大鵬一日同風(fēng)起，扶搖直上九萬里。
假令風(fēng)歇時下來，猶能簸卻滄溟水。
時人見我恒殊調(diào)，見余大言皆冷笑。
宣父猶能畏后生，丈夫未可輕年少。
其中，“大鵬一日同風(fēng)起”一句李白使用的是“同風(fēng)”而不是“順風(fēng)”或者“逆風(fēng)”，說明詩人雖然沒有認識到逆風(fēng)的作用，但至少認為大鵬鳥在順風(fēng)的條件下起飛是不好的，所以用“同風(fēng)起”。
達.芬奇簡介
DaVinci(1452-1519，意大利文藝復(fù)興時期的科學(xué)和藝術(shù)全才。他是一位名律師和農(nóng)家女子的私生子，小時侯雖然沒有受過正式的教育，主要在家隨父親讀書自學(xué)，但從小勤奮學(xué)習(xí)，才智過人，思維敏捷，很快在許多方面做出了令人驚嘆的成績。
他的一生中，曾設(shè)計了升降機、潛水艇、研究過鳥的飛行。達芬奇在下列名畫中描繪了一幅關(guān)于紊流的場景，并寫到：烏云被狂風(fēng)卷散撕裂，沙粒從海灘上揚起，樹木彎下了腰。從莫種意義上說拉開了人類對湍流研究的序幕。
3、17-20世紀(jì)理想流體力學(xué)的發(fā)展
牛頓簡介
英國著名的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家牛頓（1643-1727）,出生于英國林肯郡伍爾索普鄉(xiāng)村，是一個遺腹子，3歲母親改嫁，將他留給外祖父母。1661年進劍橋三一學(xué)院學(xué)習(xí)，1665年大學(xué)畢業(yè)獲得學(xué)士學(xué)位。1667年成為三一學(xué)院研究員，次年獲得文學(xué)碩士學(xué)位。1669年牛頓的數(shù)學(xué)老師辭職，推舉牛頓接替數(shù)學(xué)教授。1686年完成“自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理”，提出了流體運動的內(nèi)摩擦定律。1695年出任造幣廠督辦。1701年辭去三一學(xué)院教職，1704年出版“光學(xué)”，晚年一直擔(dān)任英國皇家學(xué)會主席，從事圣經(jīng)的研究。
后人評價：牛頓是人類史上最偉大的天才：在數(shù)學(xué)上，發(fā)明了微積分；在天文學(xué)上，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，開辟了天文學(xué)的新紀(jì)元；在力學(xué)上，總結(jié)了三大運動定律，建立了牛頓力學(xué)體系；在光學(xué)上，發(fā)現(xiàn)了太陽光的光譜，發(fā)明了反射式望遠鏡。
萊布尼慈簡介
萊布尼慈，德國著名的哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家（Leibniz，1646-1716）。1646年7月生于萊比錫一個名門世家，其父親是一位哲學(xué)教授。萊布尼慈從小好學(xué)，一生才華橫溢，在許多領(lǐng)域做出不同凡響的成就。
萊布尼慈在數(shù)學(xué)方面最大的成就是發(fā)明了微積分，今天微積分中使用的符號是萊布尼慈提出的。后來為了與牛頓爭發(fā)明權(quán)問題，他們之間進行了一場著名的爭吵。萊布尼慈自定發(fā)明權(quán)時間1674年，牛頓1665-1666年。這場爭論使英國與歐洲大陸之間的數(shù)學(xué)交流中斷，嚴重影響了英國數(shù)學(xué)的發(fā)展。
微積分問世后，流體成為數(shù)學(xué)家們應(yīng)用微積分的最佳領(lǐng)域。1738年DanielBernoulli出版了“流體力學(xué)”一書，將微積分方法引進流體力學(xué)中，建立了分析流體力學(xué)的理論體系，提出無粘流動流速和壓強的關(guān)系式，即Bernoulli能量方程。
1755年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建立了理想不可壓流體運動的微分方程組（歐拉方程）。六年后，拉格朗日引入流函數(shù)的概念，建立了理想流體無旋運動所滿足的動力學(xué)條件，提出求解這類運動的復(fù)位勢法。
伯努利簡介
伯努利，D．(DanielBernoulli1700～1782)瑞士物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家。1700年2月8日生于荷蘭格羅寧根。著名的伯努利數(shù)學(xué)家族中最杰出的一位。他是數(shù)學(xué)家J．伯努利的次子，和他的父輩一樣，違背家長要他經(jīng)商的愿望，堅持學(xué)醫(yī)。
他曾在海得爾貝格、斯脫思堡和巴塞爾等大學(xué)學(xué)習(xí)哲學(xué)、論理學(xué)、醫(yī)學(xué)。1721年取得醫(yī)學(xué)碩士學(xué)位。伯努利在25歲時(1725)就應(yīng)聘為圣彼得堡科學(xué)院的數(shù)學(xué)院士。8年后回到瑞士的巴塞爾，先任解剖學(xué)教授，后任動力學(xué)教授，1750年成為物理學(xué)教授。在1725～1749年間，伯努利曾十次榮獲法國科學(xué)院的年度獎。1782年3月17日，伯努利在瑞士巴塞爾逝世，終年82歲。
歐拉簡介
達朗貝爾簡介
1743年在《動力學(xué)》一書中，達朗貝爾提出了達朗貝爾原理，它與牛頓第二定律相似，但它的發(fā)展在于可以把動力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為靜力學(xué)問題處理，還可以用平面靜力的方法分析剛體的平面運動，這一原理使一些力學(xué)問題的分析簡單化，而且為分析力學(xué)的創(chuàng)立打下了基礎(chǔ)。1744年達朗貝爾提出了著名的“達朗貝爾疑題”，即不計流體粘性的話，任意形狀的封閉物體，阻力都是零。
1783年10月29日，一位為人們留下了無限光明的科學(xué)巨星悄然遠逝。這一天，偉大的達朗貝爾永遠的離開了世界，永遠的離開了他為之奉獻終生的科學(xué)。他的很多研究成果記載于《宇宙體系的幾個要點研究》中。達朗貝爾生前為人類的進步與文明做出了巨大的貢獻，也得到了許多榮譽。但在他臨終時，卻因教會的阻撓沒有舉行任何形式的葬禮。
4、19-20世紀(jì)粘性流體力學(xué)的發(fā)展
19世紀(jì)人們開始認識粘性流體動力學(xué)的基本問題。1826年法國工程師納維（L.M.H.Navavier,1785~1836）將歐拉流體運動方程加以推廣，加入了粘性項，導(dǎo)出了粘性流體運動方程。1845年愛爾蘭數(shù)學(xué)家斯托克斯（S.G.G.Stockes，1819~1903)在劍橋大學(xué)從另外不同的出發(fā)點，也導(dǎo)出了粘性流體運動方程。現(xiàn)在粘性流體運動方程稱為納維-斯托克斯方程或N-S方程。
1904年普朗特提出了邊界層理論。他認識到雖然所有的實際流體都是有粘性的，但如果流動的雷諾數(shù)很大，那么在流動中粘性力的重要性并不是到處一樣的，離開物體表面很遠的地方粘性力基本上不起作用，只在物面附近，一層很薄的流體(稱邊界層)內(nèi)，粘性力才是重要的，才是必須考慮的。這樣就可以把整個流動分成兩部分來處理：遠離物面的大部分地區(qū)可以用無粘的理論作計算，而貼近物面的一層流體的流動需要作粘流計算。這個概念之所以是突破性的，是因為有了它，無粘流的理論找到了應(yīng)用范圍；另一方面粘流計算限制在薄薄的邊界面層內(nèi)，使納維—斯托克斯方程得以大大地簡化，使許多有實用意義的問題能得到解答；這樣粘性流理論也得到了一條新的發(fā)展道路。普朗特也被稱為近代粘性流體力學(xué)之父。
LudwigPrandtl1875年2月4日出生于德國弗賴津（Freising）。其父親是一位在Freising附近農(nóng)業(yè)大學(xué)的測量學(xué)與工程教授，母親常年有病在家。從小受父親的影響，他對物理學(xué)、機械和儀器特別感興趣。1894年入Munich大學(xué)深造，1900年獲博士學(xué)位，博士論文方向是彎曲變形下的不穩(wěn)定彈性平衡問題研究。
畢業(yè)后負責(zé)為一家新工廠設(shè)計吸塵器設(shè)備時，通過實驗解決了管道流動中一些基本的流體力學(xué)問題，他所設(shè)計的吸塵器僅需要原設(shè)計功率的1/3，從此對流體力學(xué)感興趣。1901年擔(dān)任漢諾威（Hanover)科技大學(xué)數(shù)學(xué)工程系的力學(xué)教授，在這里Prandtl提出邊界層理論（Boundarylayertheory），并開始研究通過噴管的超音速流動問題。
1904年P(guān)randtl在德國海德爾堡（Heidelberg）第三次國際數(shù)學(xué)年會上發(fā)表了著名的關(guān)于邊界層概念的論文，這一理論為流體力學(xué)中物面摩擦阻力、熱傳導(dǎo)、流動分離的計算奠定了基礎(chǔ)，是現(xiàn)代流體力學(xué)的里程碑論文，從此Prandtl成為流體力學(xué)界的知名學(xué)者。以后不久他出任德國著名的哥廷根（Gottingen）大學(xué)應(yīng)用力學(xué)系主任、教授，在這里他建造了1904-1930年期間世界上最大的空氣動力學(xué)研究中心。
在1905-1908年期間，Prandtl進行了大量的通過噴管的超音速流動問題，發(fā)展了斜激波（obliqueshockwave)和膨脹波（expansionwave）理論；在1910年-1920年期間，其主要精力轉(zhuǎn)到低速翼型和機翼繞流問題，提出著名的有限展長機翼的升力線理論（liftinglinetheory）和升力面理論；從1920年以后,Prandtl再次研究高速流動問題，提出著名的Prandtl-Glauert壓縮性修正準(zhǔn)則。1930年以后，Prandtl被認為是國際著名的流體力學(xué)大師，1953年在哥廷根病故。
Prandtl畢生在流體力學(xué)和空氣動力學(xué)中的貢獻是矚目的，被認為是現(xiàn)代流體力學(xué)和空氣動力學(xué)之父,他對流體力學(xué)的貢獻是可獲Nobel獎的。在第二次世界大戰(zhàn)期間（1939年9月1日-1945年9月2日），Prandtl一直在哥廷根工作，納粹德國空軍為Prandtl實驗室提供了新的實驗設(shè)備和財政資助。
5、空氣動力學(xué)的發(fā)展
20世紀(jì)20－30年代，空氣動力學(xué)的理論和實驗得到迅速發(fā)展，所建造的許多低速風(fēng)洞，對各種飛行器研制進行了大量的實驗，從而很大程度上改進了飛機的氣動外形，實現(xiàn)了飛機動力增加不大的情況下，使飛機的飛行速度從50m/s增大到170m/s。
20世紀(jì)創(chuàng)建了空氣動力學(xué)完整的科學(xué)體系，并得到了蓬勃的發(fā)展。美國萊特兄弟是兩個既有實踐經(jīng)驗又有理論知識，且富有想象力和遠見的工程師，1903年12月27日，奧維爾·萊特駕駛他們設(shè)計制造“飛行者一號”首次試飛成功，這是人類歷史上第一架有動力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操縱的飛行器。從此開創(chuàng)了飛行的新紀(jì)元。其后，飛機的發(fā)展推動了空氣動力學(xué)的迅速發(fā)展。
20世紀(jì)30－40年代，人類建造了一批超音速風(fēng)洞，使飛機在40年代末突破了“音障”，50年代隨后突破了“熱障”，實現(xiàn)了超音速飛行和人造衛(wèi)星。
20世紀(jì)50年代以后，電子計算機的出現(xiàn)，使計算空氣動力學(xué)得到迅速的發(fā)展，理論、實驗、計算成為飛行器設(shè)計必不可少的途徑。
儒可夫斯基（Joukowski，1847~1921），俄國數(shù)學(xué)家和空氣動力學(xué)家，科學(xué)院院士。1868年畢業(yè)于莫斯科大學(xué)物理系，1886年起歷任莫斯科大學(xué)和莫斯科高等技術(shù)學(xué)校教授，直至1921去世，一直在這兩所學(xué)校工作。他一生有170多部著作，其中60多部是論述空氣動力學(xué)和飛行器的，是實驗和理論空氣動力學(xué)的創(chuàng)始人。提出著名的環(huán)量升力定理。1902年創(chuàng)建了莫斯科大學(xué)空氣動力學(xué)實驗室。
馮.卡門（Von,Karman,1881~1963），超聲速時代之父，美國空軍科技奠基石，現(xiàn)代空氣動力學(xué)家。1881年出生于匈牙利的布達佩斯。祖父是一個很有名的猶太人，父親是布達佩斯大學(xué)教授。1902年，在布達佩斯皇家理工綜合大學(xué)獲得碩士學(xué)位，1908在德國哥廷根大學(xué)獲得博士學(xué)位，師從普朗特教授。1926年移居美國，負責(zé)加州理工大學(xué)風(fēng)洞設(shè)計工作，提出卡門渦街理論；1935年，提出超聲速阻力原則；1938年提出邊界層控制理論；1941年提出高速飛行機翼壓力分布公式；1946年提出超聲速相似律。
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