淺談現(xiàn)代流體力學發(fā)展的回顧與展望

格根敖其

摘 要：當前，我國的現(xiàn)代流體力學發(fā)展獲得了非常大的進步。尤其是在科研技術(shù)和實驗手段不斷加強和延伸的今天，對于流體力學而言，在現(xiàn)代科技化的基礎(chǔ)上，更是加強加快了自身的發(fā)展與進步。以此，21世紀是我國正式形成了關(guān)于現(xiàn)代流體力學的重要發(fā)展階段。而在二十一世紀，對于流體力學的研究和應(yīng)用將會在經(jīng)濟發(fā)展和社會建設(shè)中起到至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：流體力學；發(fā)展；回顧；展望

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2018）06-0172-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.06.109

在當下的二十一世紀，對于科研科技的關(guān)注和研究是世界各國，包括我國在內(nèi)的所有國家所重點關(guān)注的對象之一。所以，在本篇文章中，首先我們對于流體力學的發(fā)展歷史進行闡述，進而在總結(jié)關(guān)于二十世紀后期世界所取得的流體力學方面發(fā)展進步的基礎(chǔ)上，展望關(guān)于流體力學未來的發(fā)展前景和方向。

一、關(guān)于流體力學的發(fā)展與回顧

流體力學的本身是力學理念中的重要基礎(chǔ)理念，可以說，流體力學本身和其他的學科科目一樣，最開始的發(fā)展也是來源于日常生活中的點點滴滴。可以說，自從古代開始，流體力學本身就已經(jīng)和人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活緊密地結(jié)合在了一起，只不過，從我們現(xiàn)在的角度上來看，對于當時的研究而言，并沒有上升為理論概念。

在17世紀，經(jīng)典流體力學開始正式形成。關(guān)于經(jīng)典流體力學的發(fā)展形成，最應(yīng)該感謝的就是牛頓所發(fā)明的微積分。從牛頓的著作《自然哲學的數(shù)學原理》中我們就可以看得到，不光是對于黏性流體的剪應(yīng)力公式牛頓有所研究，就是在對于聲速和潮汐理論方面，他也做了相應(yīng)的實驗和分析。

而在19世紀末，人們開始把主要的研究方向放到了深入窒息研究流體黏性運動和高速運動的特性方面。以此為根本據(jù)，從而能夠真正地使理論流體力學去用來指導實踐。而在本世紀初期所對于航空事業(yè)的巨大的成功，可以說就是對于這理論最為有說服力的證明方法。而在這一階段的時間內(nèi)，對于流體力學的發(fā)展成就主要有很多方面，以下我們單獨表列其中的兩點。

首先，第一點是在19世紀的1883年，在當時雷諾的實驗中，可以說對于流體力學本身的運動狀態(tài)的發(fā)現(xiàn)正式表現(xiàn)為兩種，第一種是層流，第二種是溯流。對于運動狀態(tài)這一點的發(fā)現(xiàn)上，也被后來的索莫菲爾德所引用。并以此做出假設(shè)，假設(shè)溯流是因為層流流動不穩(wěn)定而產(chǎn)生的結(jié)果。雷諾的發(fā)現(xiàn)其主要的意義在于推動了關(guān)于溯流的研究進展，盡管它并沒有徹底解決溯流問題，但是它幫助人們對溯流的認識更加的深化和加強。并且，根據(jù)實際的情況解決了很多的問題，在理論上來說，是非常具有劃時代意義的。

第二點，在上個世紀的1911年，卡門以實驗結(jié)果證明了圓柱尾流內(nèi)渦街的穩(wěn)定性，這一點，可以解釋關(guān)于橋梁的風振以及機翼震顫等方面的原因。并且，對于溯流模型他也提出了相似性原理。在1929年，卡門正式定居美國，并且在當時的加州理工學院建立起了關(guān)于古根海姆空氣動力學研究室，可以說，在當時古根海姆空氣動力學研究室?guī)缀跻呀?jīng)是凝聚了當時世界上最為優(yōu)秀的人才，成為了當時世界上的空氣動力學研究中心，正是因為那里所不斷提出的超前理論研究，才為后續(xù)人類的航空航天事業(yè)發(fā)展奠定了非常堅固的基礎(chǔ)，所以卡門也被譽為是世界航空航天大師。在這一階段時間內(nèi)，卡門的研究成果基本上是圍繞在啟動方面，其中包括關(guān)于機翼的舉力面理論，亞聲速流近似理論，跨聲速相似理論等等，并且，及時的預(yù)見了非線性力學在未來的科學發(fā)展中所占據(jù)的重要地位?？ㄩT本身也如同普朗特一樣，善于通過現(xiàn)象來解釋和抓住本質(zhì)，從而研究出合理的數(shù)學模型，為后世的科學研究提供了數(shù)學理論和工程實際相結(jié)合的典范研究。

二、現(xiàn)代流體力學在二十一世紀的展望

在我們進行現(xiàn)代流體力學二十一世紀發(fā)展估測之前，首先，我們先對于當前世界和國內(nèi)的流體力學發(fā)展研究現(xiàn)狀進行一定的分析。從我國的角度上而言，對于流體力學的研究工作開展已經(jīng)是有了一定程度上的累積和奠定了一定的基礎(chǔ)，但是如果我們和世界整體的學術(shù)界去進行比較的話，那么不可否認的是，當前我國對于流體力學的研究水平還是和歐美等發(fā)達國家有著一定的差距，并且，本身對于流體力學項目的研究經(jīng)費投入，也并沒有超過歐美等發(fā)達國家。在進行現(xiàn)代流體力學研究的過程中，一定要將重點方向放在與國家民生緊密相關(guān)的問題上，以下我們舉出兩項對于我國經(jīng)濟發(fā)展和社會建設(shè)所用到的，并且是與流體力學有關(guān)的科學技術(shù)問題。

第一，能源方面。在當下想要得到快速的發(fā)展與提升，必須要加強對于能源方面的研究和推廣。而在能源的開發(fā)和輸送以及利用的過程中，其內(nèi)包含著大量的流體力學問題，如在石油、天然氣等輸送管道的設(shè)計過程中所遇到的多積流驅(qū)動問題，對于這些都是可以通過現(xiàn)代流體力學解決的問題。

第二，環(huán)境方面。在環(huán)境方面對于現(xiàn)代流體力學的運用，我們可以對全球變化、臭氧空洞、酸雨、土地沙漠化等方面，建立起更加完善健全的觀測站網(wǎng)系統(tǒng)，并且，通過更加先進化的檢測手段和方法，對于數(shù)值模擬的方式進行動力學方面的預(yù)測和評估。對于地球而言 ，很多的環(huán)境問題本身都是因為地球表層發(fā)生流體運動而引起的，在這其中，可以說也是存在著大量的動力學問題。這些問題，都是可以通過對于現(xiàn)代流體力學的研究來進行解決和預(yù)防的。以上兩點也是研究現(xiàn)代流體力學的價值所在。

三、結(jié)語

在對于二十一世紀的整體發(fā)展中，有關(guān)于現(xiàn)代流體力學的運用是有著廣泛的發(fā)展前景和價值意義的。所以，為了更好的保證在現(xiàn)代流體力學發(fā)展中能夠更好的挖掘出其自身的價值和意義。在未來，一定要加強對于現(xiàn)代流體力學方面的科研經(jīng)費投入，加強對于現(xiàn)代流體力學人才的培養(yǎng)，只有這樣，才能夠在現(xiàn)代流體力學未來的發(fā)展過程中搶得先機，真正獲得科研上的成果與進步。

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