浅谈现代流体力学发展的回顾与展望

格根敖其

摘 要：当前，我国的现代流体力学发展获得了非常大的进步。尤其是在科研技术和实验手段不断加强和延伸的今天，对于流体力学而言，在现代科技化的基础上，更是加强加快了自身的发展与进步。以此，21世纪是我国正式形成了关于现代流体力学的重要发展阶段。而在二十一世纪，对于流体力学的研究和应用将会在经济发展和社会建设中起到至关重要的作用。

关键词：流体力学；发展；回顾；展望

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）06-0172-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.06.109

在当下的二十一世纪，对于科研科技的关注和研究是世界各国，包括我国在内的所有国家所重点关注的对象之一。所以，在本篇文章中，首先我们对于流体力学的发展历史进行阐述，进而在总结关于二十世纪后期世界所取得的流体力学方面发展进步的基础上，展望关于流体力学未来的发展前景和方向。

一、关于流体力学的发展与回顾

流体力学的本身是力学理念中的重要基础理念，可以说，流体力学本身和其他的学科科目一样，最开始的发展也是来源于日常生活中的点点滴滴。可以说，自从古代开始，流体力学本身就已经和人们日常的生产生活紧密地结合在了一起，只不过，从我们现在的角度上来看，对于当时的研究而言，并没有上升为理论概念。

在17世纪，经典流体力学开始正式形成。关于经典流体力学的发展形成，最应该感谢的就是牛顿所发明的微积分。从牛顿的著作《自然哲学的数学原理》中我们就可以看得到，不光是对于黏性流体的剪应力公式牛顿有所研究，就是在对于声速和潮汐理论方面，他也做了相应的实验和分析。

而在19世纪末，人们开始把主要的研究方向放到了深入窒息研究流体黏性运动和高速运动的特性方面。以此为根本据，从而能够真正地使理论流体力学去用来指导实践。而在本世纪初期所对于航空事业的巨大的成功，可以说就是对于这理论最为有说服力的证明方法。而在这一阶段的时间内，对于流体力学的发展成就主要有很多方面，以下我们单独表列其中的两点。

首先，第一点是在19世纪的1883年，在当时雷诺的实验中，可以说对于流体力学本身的运动状态的发现正式表现为两种，第一种是层流，第二种是溯流。对于运动状态这一点的发现上，也被后来的索莫菲尔德所引用。并以此做出假设，假设溯流是因为层流流动不稳定而产生的结果。雷诺的发现其主要的意义在于推动了关于溯流的研究进展，尽管它并没有彻底解决溯流问题，但是它帮助人们对溯流的认识更加的深化和加强。并且，根据实际的情况解决了很多的问题，在理论上来说，是非常具有划时代意义的。

第二点，在上个世纪的1911年，卡门以实验结果证明了圆柱尾流内涡街的稳定性，这一点，可以解釋关于桥梁的风振以及机翼震颤等方面的原因。并且，对于溯流模型他也提出了相似性原理。在1929年，卡门正式定居美国，并且在当时的加州理工学院建立起了关于古根海姆空气动力学研究室，可以说，在当时古根海姆空气动力学研究室几乎已经是凝聚了当时世界上最为优秀的人才，成为了当时世界上的空气动力学研究中心，正是因为那里所不断提出的超前理论研究，才为后续人类的航空航天事业发展奠定了非常坚固的基础，所以卡门也被誉为是世界航空航天大师。在这一阶段时间内，卡门的研究成果基本上是围绕在启动方面，其中包括关于机翼的举力面理论，亚声速流近似理论，跨声速相似理论等等，并且，及时的预见了非线性力学在未来的科学发展中所占据的重要地位。卡门本身也如同普朗特一样，善于通过现象来解释和抓住本质，从而研究出合理的数学模型，为后世的科学研究提供了数学理论和工程实际相结合的典范研究。

二、现代流体力学在二十一世纪的展望

在我们进行现代流体力学二十一世纪发展估测之前，首先，我们先对于当前世界和国内的流体力学发展研究现状进行一定的分析。从我国的角度上而言，对于流体力学的研究工作开展已经是有了一定程度上的累积和奠定了一定的基础，但是如果我们和世界整体的学术界去进行比较的话，那么不可否认的是，当前我国对于流体力学的研究水平还是和欧美等发达国家有着一定的差距，并且，本身对于流体力学项目的研究经费投入，也并没有超过欧美等发达国家。在进行现代流体力学研究的过程中，一定要将重点方向放在与国家民生紧密相关的问题上，以下我们举出两项对于我国经济发展和社会建设所用到的，并且是与流体力学有关的科学技术问题。

第一，能源方面。在当下想要得到快速的发展与提升，必须要加强对于能源方面的研究和推广。而在能源的开发和输送以及利用的过程中，其内包含着大量的流体力学问题，如在石油、天然气等输送管道的设计过程中所遇到的多积流驱动问题，对于这些都是可以通过现代流体力学解决的问题。

第二，环境方面。在环境方面对于现代流体力学的运用，我们可以对全球变化、臭氧空洞、酸雨、土地沙漠化等方面，建立起更加完善健全的观测站网系统，并且，通过更加先进化的检测手段和方法，对于数值模拟的方式进行动力学方面的预测和评估。对于地球而言 ，很多的环境问题本身都是因为地球表层发生流体运动而引起的，在这其中，可以说也是存在着大量的动力学问题。这些问题，都是可以通过对于现代流体力学的研究来进行解决和预防的。以上两点也是研究现代流体力学的价值所在。

三、结语

在对于二十一世纪的整体发展中，有关于现代流体力学的运用是有着广泛的发展前景和价值意义的。所以，为了更好的保证在现代流体力学发展中能够更好的挖掘出其自身的价值和意义。在未来，一定要加强对于现代流体力学方面的科研经费投入，加强对于现代流体力学人才的培养，只有这样，才能够在现代流体力学未来的发展过程中抢得先机，真正获得科研上的成果与进步。

参考文献：

[1] 张爱玲.计算流体力学——CFD技术在土木工程的应用浅析[J].山东工业技术，2016（5）.

[5] 白莉，刘志慧，李晓东.流体力学研究性教学实践：以创新性实验为例[J].力学与实践，2014（5）.endprint