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流体力学发展简史

流体力学作为经典力学的一个重要分支，其发展与数学、力学的发展密不可

分。它同样是人类在长期与自然灾害作斗争的过程中逐步认识和掌握自然规律，

逐渐发展形成的，是人类集体智慧的结晶。

人类最早对流体力学的认识是从治水、灌溉、航行等方面开始的。在我国水力事

业的历史十分悠久。

4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。

秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水

利工程，特别是李冰父子领导修建的都江堰，既有利于岷江洪水的疏排，又能常

年用于灌溉农田，并总结出深淘滩，低作堰、遇弯截角，逢正抽心的治水原则。

说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。

西汉武帝（公元前156-前87）时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建

了龙首渠，创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效

地防止了黄土的塌方。

在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通过

简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年）曾创造水

排（水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空气

送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。

古代的铜壶滴漏（铜壶刻漏）--计时工具，就是利用孔口出流使铜壶的水位

变化来计算时间的。说明当时对孔口出流已有相当的认识。

北宋（960-1126）时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类

船闸相比，约早三百多年。

明朝的水利家潘季顺（1521-1595）提出了筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，

以水攻沙和借清刷黄的治黄原则，并著有《两河管见》、《两河经略》和《河

防一揽》。

清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断

面平均流速的计算方法。

欧美诸国历史上有记载的最早从事流体力学现象研究的是古希腊学者阿基米

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德（Archimedes，公元前287－212），在公元前250年发表学术论文《论浮体》，

第一个阐明了相对密度的概念，发现了物体在流体中所受浮力的基本原理──阿基

米德原理。

著名物理学家和艺术家列奥纳德.达.芬奇（Leonardo.da.Vinci,1452－1519）设

计建造了一小型水渠，系统地研究了物体的沉浮、孔口出流、物体的运动阻力以

及管道、明渠中水流等问题。

斯蒂文（S.Stevin,1548-1620）将用于研究固体平衡的凝结原理转用到流体上。

伽利略（Galileo,1564-1642）在流体静力学中应用了虚位移原理，并首先提出，

运动物体的阻力随着流体介质密度的增大和速度的提高而增大。

托里析利（E.Torricelli,1608-1647）论证了孔口出流的基本规律。

帕斯卡（B.Pascal,1623-1662）提出了密闭流体能传递压强的原理--帕斯卡原理。

牛顿（I.Newton，1642－1727）于1687年出版了《自然哲学的数学原理》。研究

了物体在阻尼介质中的运动，建立了流体内摩擦定律，为粘性流体力学初步奠定

了理论基础，并讨论了波浪运动等问题。

伯努利（D.Bernoulli，1700－1782）在1738年出版的名著《流体动力学》中，建

立了流体位势能、压强势能和动能之间的能量转换关系──伯努利方程。在此历史

阶段，诸学者的工作奠定了流体静力学的基础，促进了流体动力学的发展。