水动力学的发展简史

如题所述

人类早期由于治理洪水和开凿运河,总结了水的流动规律。例如墨翟(约公元前478~前392)及其弟子所作的《墨经》中就有这方面的论述。古希腊的阿基米德关于浮力的计算是力学的重要成就。15~17世纪,达·芬奇、伽利略、E.托里拆利、B.帕斯卡、I.牛顿等用实验方法研究了水的静压力、大气压力、水的剪应力和孔口出流等问题。  18世纪后,液体动力学得到较快的发展。在L.欧拉导出水体运动方程后,对水流运动规律的研究可大致分为两类。一类是用数学方法进行比较严格的推导,获得一些对实际问题有指导意义的结果;另一类是对简化后的一维方程进行数学分析或对实地观测和实验结果进行总结和分析,其结果可直接用来解决工程技术问题。从事前一类研究作出贡献的主要有:C.-L.-M.-H.纳维、A.J.C.B.de圣维南、G.G.斯托克斯、O.雷诺对运动方程的研究;J.-L.拉格朗日建立速度势和流函数并和A.-L.柯西、F.J.von格斯特纳、 G.R.艾里对波浪理论的研究;H.von亥姆霍兹对涡旋运动的研究; 亥姆霍兹和G.R.基尔霍夫对自由流线运动的研究;L.K.开尔文和瑞利关于波浪和流体运动稳定性的研究;Н.Е.儒科夫斯基关于翼型的举力和水击分析的研究等。H.兰姆的《水动力学》(Hydrodynamics)一书总结了这些成果。从事后一类研究作出贡献的主要有:H.皮托和G.B.文丘里分别设计出测量流速和流量的皮托管和文丘里管;J.斯米顿进行水车和风车试验;C.波絮埃和J.le R.达朗伯建立拖曳水池进行潜水物体的阻力实验;F.雷什通过观测波浪运动和船模试验,提出重力作用下的相似准则,W.弗劳德给出计算船舶摩擦阻力的方法;J.-L.-M.泊肃叶论述了血液的流动并给出毛细管对流动的阻力和流速分布规律的计算公式;H.-P.-G.达西进行渗流实验并得出液体通过多孔介质的运动规律;A.de谢才等人研究河道和管道的阻力,根据边界的粗糙度确定一个系数,再由系数和经验公式求出流速和流量;J.马索提出用特征线图解法求解不定常渠道水流的双曲型方程组。上述结果常被编入“水力学”(hydraulics)方面的书中。  L.普朗特把上面两类研究方法结合起来,于1904年提出边界层理论,这一理论已为数学分析和实验结果所证实。因此,不考虑粘性作用的数学分析结果可适用于边界层以外,这对解决实际问题起着重要作用。随着电子技术和计算技术的发展,如今已能用现场观测、模型实验、理论分析和数值计算四类方法相辅相成地解决具有复杂形状边界的流动问题。用这些方法所得的研究成果常被编入“流体力学” (fluid mechanics)方面的书中。  在发展过程中,与本学科有关的名称有水力学、水动力学、流体力学等。因著者不同,同一名称的著作,其内容重点也不尽相同。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考