流體力學(xué)是力學(xué)的一個分支,主要研究在各種力的作用下,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規(guī)律。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。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。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。
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(jìn)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(jìn)行的。但現(xiàn)場流動現(xiàn)象的發(fā)生不能控制,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。在實驗室內(nèi),流動現(xiàn)象可以在短得多的時間內(nèi)和小得多的空間中多次重復(fù)出現(xiàn),可以對多種參量進(jìn)行隔離并系統(tǒng)地改變實驗參量。在實驗室內(nèi),人們也可以造成自然界很少遇到的特殊情況(如高溫、高壓),可以使原來無法看到的現(xiàn)象顯示出來,F(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(jī)械等)進(jìn)行觀察,使之得到改進(jìn)。因此,實驗室模擬是研究流體力學(xué)的重要方法。但是,要使實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)場觀測結(jié)果相符,必須使流動相似條件(見相似律)完全得到滿足。不過對縮尺模型來說,某些相似準(zhǔn)數(shù)如雷諾數(shù)和弗勞德數(shù)不易同時滿足,某些工程問題的大雷諾數(shù)也難以達(dá)到。所以在實驗室中,通常是針對具體問題,盡量滿足某些主要相似條件和參數(shù),然后通過現(xiàn)場觀測驗證或校正實驗結(jié)果。