人蔘屬
[拼音]：liuti donglixue
[英文]：fluid dynamics
流體力學的一個分支，研究作為連續介質的流體在力作用下的運動規律及其與邊界的相互作用。廣義地說，研究內容還包括流體和其他運動形態的相互作用。流體動力學與流體靜力學的差別在於前者研究運動中的流體；流體動力學與流體運動學的差別在於前者考慮作用在流體上的力。流體動力學包括液體動力學和氣體動力學兩大部分。它的研究方法也和流體力學一樣有理論、計算和實驗三種。三種方法取長補短，相互促進。
流體動力學的研究主要包含下述內容：
應力張量
A面上的面力分佈密度
稱為應力，其中Δ
為面積元ΔA的法線單位向量
n
所指向的流體或固體作用在ΔA上的面力。過任一點Μ可以作無數個不同方向的表面，作用在這些不同表面上的面力一般說來是互不相等的，因此要描寫一點的應力需要知道所有通過Μ點的面上所受的應力。但是，過同一點不同面上所受的應力並不是互不相關的。事實上，只要知道三個相互垂直座標面上的應力
x、
y、
z，則利用作用在體積元上的面力平衡的事實可以證明，任一以
n
為法線方向的表面上的應力都可按照下式通過
x、
y、
z和
n
在直角座標系中的投影α、β、γ表示出來：
。
因此，三個向量
x、
y、
z或九個量pij(i，j＝1，2，3)的組合可完全地描寫一點的應力狀況。pij組成的二階張量稱為應力張量。利用作用在體積元表面上的合面力矩等於零的事實可證明應力張量是對稱的，即
。
根據無粘性流體對於剪下變形沒有抗拒能力和靜止流體不能承受剪應力的事實可以斷言：在無粘性流體或靜止流體中，剪應力為零，而正應力(即法嚮應力)pxx=pyy＝pzz＝-p。p稱為無粘性流體或靜止流體的壓力函式，它表徵無粘性流體或靜止流體在任一點的應力狀態。
應力張量和變形速率張量的關係
牛頓的粘性定律
只適用於剪下流動（見牛頓流體）。對於一般的流動，假設：
（1）運動流體的應力張量在運動停止後趨於靜止流體的應力張量，於是pij= -pδij+τij，式中pij為應力張量;p為壓力；δij為克羅內克符號;τij為偏應力張量；
（2）偏應力張量τij的各分量是速度梯度張量
各分量的線性齊次函式（這個假設是牛頓粘性公式邏輯上的推廣）；
（3）流體是各向同性的。由此可以推出應力張量和變形速率張量sij的關係：
。
動量方程和能量方程
動量方程是動量守恆的數學表示式，它的向量形式為：
，
式中v為速度向量;
F
為作用在單位質量上的質量力;p為壓力;ρ、μ分別為流體密度和動力粘性係數。上式表明單位體積上的慣性力等於單位體積上的質量力加上單位體積上的壓力梯度和粘性應力。能量方程是能量守恆的數學表示式，它可以寫成：
，
式中T、s分別為流體的熱力學溫度和單位質量流體的熵；k為熱導率；q為由於輻射或其他原因在單位時間內傳入單位質量流體中的熱量；ф為粘性耗損函式，其表示式為
，式中sij為變形速率張量。能量方程表明粘性耗損掉的機械能以及由於熱交換或其他原因傳入的熱量使流體的熵增加。
渦旋的動力學性質
渦旋的動力學性質主要體現在開爾文定理和亥姆霍茲定理上。如果流體是無粘性、正壓的（見正壓流體），且外力有勢，則渦旋不生不滅，而且渦線、渦管總是由相同的流體質點組成，渦管強度不隨時間變化。只有流體的粘性、斜壓性和外力無勢這三個因素才能使渦旋產生、發展變化和消亡。
伯努利積分和拉格朗日積分
無粘性的、正壓的流體在有勢外力作用下，其運動方程在定常和無旋兩特殊情形下可以積分出來。運動方程的這兩個第一積分分別稱為伯努利積分（見伯努利定理）和拉格朗日積分。它們（特別是伯努利積分）無論在流體力學的理論研究或實際應用上都十分有用。
動量定理
對於大部分流體力學問題，為了瞭解整個流場的情況，需要在一定的初始條件和邊界條件下解微分形式的流體力學基本方程組。但是，有時只需要知道某些整體性的特徵量（例如流體對於在其中運動著的物體的反作用力和整個流動系統的能量損失等），就可以利用積分形式方程組中的整體性定理──動量定理和動量矩定理，根據邊界上給定的流動引數直接求出感興趣的特徵量，而不需要解微分方程。上述方法簡單易行，在流體動力學中有著廣泛的應用。定常運動時的動量方程和動量矩方程採取下列形式：
，(1)
， (2)
式中A和τ為任取的控制面及其所包圍的體積;vn為A面上流體的法向速度分量;
n為τ外流體或固體作用在A面上的應力；
r
為A面上各點的矢徑。在非定常運動情形，式(1)和(2)中還應包含體積分
和
，這兩個積分只有在解出微分形式流體力學基本方程組後才能算出，因此，在非定常運動情形，不能應用動量定理和動量矩定理。
現以圓管突然擴大時的能量損失問題為例，說明動量定理的應用。對於圓管從截面積A1逐漸擴大到截面積A2的情況(圖a)，
根據伯努利積分，有：
，(3)
式中p1、v1和p娦、v2分別為A1和A2處的壓力和速度。考慮截面積為A1的小管突然擴大為截面積為A2的大管時的情形(圖b)。流體從小管湧出，在邊角附近產生渦旋，並與周圍流體不斷摻混。混合後的流體，過一段距離又以幾乎均勻的速度v2繼續在大管內流動。渦旋的產生和摻混過程將伴隨著機械能的損失。因管突然擴大時，大管中流體的動能與管逐漸擴大時大管中流體的動能相等，所以同管逐漸擴大相比，管突然擴大時流體的機械能損失主要體現在大管內的壓力p2小於p娦。p娦-p2表徵機械能損失的程度。一般說來，要計算p娦-p2，必須知道突然擴大的管中摻混過程的詳細情況，而獲得這方面資料是很困難的。但是利用動量定理可以很容易地求出壓力損失，而不必追究管內流體運動的詳細過程。取圖b所示虛線為控制面，根據動量定理，得：
p2＝p1-ρv2(v2-v1)。 (4)由式(3)和式(4)，再利用連續性方程v1A1=v2A2，就可得到：
，
A1/A2越小，壓力損失越大，但最大不超過
。
各類流體運動
流體的運動根據不同的標準可分為：層流和湍流；邊界層流動（見邊界層）和外部位勢流動；無粘性流動和粘性流動；不可壓縮流動和可壓縮流動等等。分述如下：
（1）觀察圓管內或邊界層內的定常流動，發現粘性流體運動存在著兩種性質截然不同的運動形態，即層流和湍流。層流的特徵是流體運動平滑規則，相鄰流體分層滑動互不摻混，流體質點的跡線（見流線）光滑，而且流場穩定，沒有或很少有脈動。湍流的特徵則完全相反，流體呈極不規則的渦旋型流動，各部分流體激烈摻混，伴隨著橫向動量、質量、能量的傳遞，質點的跡線雜亂無章，而且流場隨機脈動，極不穩定。層流和湍流在一定條件下可以相互轉化（見流體運動穩定性）。
（2）根據L.普朗特的理論，對於高雷諾數的流體運動，粘性的作用侷限在物面附近很薄的一層內，這個薄層稱為邊界層。邊界層以外的流體運動可以看作是無粘性的。於是問題可化為先求解邊界層外的無粘性流動的速度和壓力，然後再研究邊界層流動，將粘性和壁面粘附條件考慮進去。研究邊界層流動具有特別重要的意義，因為物體表面的摩擦阻力和流動分離形成壓差阻力等都取決於邊界層內的流動特性。
（3）普朗特的邊界層理論為研究無粘性流動的合理性提供了理論依據。將流動分為無粘性流動和粘性流動不僅為理論研究所必需，而且也具有實際意義。
（4）當氣體流動速度較低時，密度變化不大，氣體和液體一樣可近似地按不可壓縮流體處理。如果氣流的速度超過大約聲速的40％或者考慮特殊條件下的液體運動（如水下爆炸、水擊、波在水中傳播等），則必須考慮氣體和液體的壓縮性影響。
近年來，由於科學技術的飛速發展，形成了一系列流體力學的新分支學科，如物理－化學流體動力學、電流體動力學、磁流體力學、生物流體力學、（見生物流變學）、爆炸力學、地球流體力學、旋轉流體和分層流體流動、非牛頓流體力學、多相流體力學、宇宙氣體動力學、相對論流體力學等。