作為物理的一部分，流體力學(xué)在很早以前就得到發(fā)展。在19世紀(jì)，流體力學(xué)沿著兩個(gè)方面發(fā)展，一方面，將流體視為無粘性的，有一大批有名的力學(xué)數(shù)學(xué)家從事理論研究，對(duì)數(shù)學(xué)物理方法和復(fù)變函數(shù)的發(fā)展，起了相當(dāng)重要的作用；另一方面，由于灌溉、給排水、造船，及各種工業(yè)中管道流體輸運(yùn)的需要，使得工程流體力學(xué)，特別是水力學(xué)得到高度發(fā)展。

將二者統(tǒng)一起來的關(guān)鍵是本世紀(jì)初邊界層理論的提出，其中心思想是在大部分區(qū)域，因流體粘性起的作用很小，流體確實(shí)可以看成是無粘的。這樣，很多理想流體力學(xué)理論就有了應(yīng)用的地方。但在鄰近物體表面附近的一薄層中，粘性起著重要的作用而不能忽略。邊界層理論則提供了一個(gè)將這兩個(gè)區(qū)域結(jié)合起來的理論框架。邊界層這樣一個(gè)現(xiàn)在看來是顯而易見的現(xiàn)象，是德國的普朗特在水槽中直接觀察到的。這雖也是很多人可以觀察到的，卻未引起重視，普朗特的重大貢獻(xiàn)就在于他提出了處理這種把兩個(gè)物理機(jī)制不同的區(qū)域結(jié)合起來的理論方法。這一理論提出后，在經(jīng)過約10年的時(shí)間，奠定了近代流體力學(xué)的基礎(chǔ)。

有意思的是在流體力學(xué)中發(fā)現(xiàn)的這種邊界層現(xiàn)象，很快地在別的科學(xué)領(lǐng)域得到了響應(yīng)，因?yàn)檫@里面包含了更廣泛和深刻的內(nèi)容。由此又大大促進(jìn)了應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展，從而形成了現(xiàn)在在很多科學(xué)中廣泛應(yīng)用的“漸近匹配法”。

在流體力學(xué)中首先發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象及為此提出的理論，在一段時(shí)間以后被發(fā)現(xiàn)在其他學(xué)科領(lǐng)域中同樣存在和有用，這樣的例子并不是唯一的一個(gè)。例如，100年前在水波中觀察到的孤立波及其理論到本世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)在聲波、光波中同樣存在和有用，從而迅速形成了系統(tǒng)的理論。目前具有重要應(yīng)用前景的光通訊，正是建立在孤立子(孤立波)理論基礎(chǔ)上的。

又如在上個(gè)世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的流體從下部加熱從而引起對(duì)流并能形成有規(guī)則圖形的現(xiàn)象，以及本世紀(jì)20年代發(fā)現(xiàn)的兩旋轉(zhuǎn)圓筒間所充滿的流體在一定條件下能形成有規(guī)則的二次流的現(xiàn)象，成了近代在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中普遍關(guān)注的分岔現(xiàn)象及理論的經(jīng)典例子。而且也是最近逐步形成的圖形(pattern)動(dòng)力學(xué)的典型例子及實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

再如在本世紀(jì)60年代由流體對(duì)流(與氣象有關(guān))導(dǎo)出的洛倫茨(E.N.Lorenz)方程及其研究，導(dǎo)致了混沌理論的形成。而混沌理論不僅在自然科學(xué)，而且在社會(huì)科學(xué)中都有普遍意義，因而被認(rèn)為是本世紀(jì)科學(xué)中最重要成就之一。

以上所舉的幾個(gè)例子，足以說明流體力學(xué)的研究在近代科學(xué)發(fā)展中所起的作用，這種現(xiàn)象有其深刻的背景。首先，流體運(yùn)動(dòng)是宏觀現(xiàn)象，最便于人類觀察和感知。而流體力學(xué)從本質(zhì)上講是非線性的，包含著極為豐富而至今還未被人認(rèn)識(shí)和理解的現(xiàn)象及規(guī)律。所以有理由相信，這種由流體力學(xué)中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律逐漸滲透到其他科學(xué)領(lǐng)域并最終形成具有普遍意義的理論的科學(xué)發(fā)展道路，今后仍將在整個(gè)自然科學(xué)的發(fā)展中繼續(xù)起著重要作用。

流體力學(xué)又是很多工業(yè)的基礎(chǔ)。最突出的例子是航空航天工業(yè)?？梢院敛豢浯蟮卣f，沒有流體力學(xué)的發(fā)展，就沒有今天的航空航天技術(shù)。當(dāng)然，航空航天工業(yè)的需要，也是流體力學(xué)，特別是空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的最重要的推動(dòng)力。就以亞音速的民航機(jī)為例，如果坐在一架波音747飛機(jī)上，想一下這種有400多人坐在其中，總重量超過300噸，總的長寬有大半個(gè)足球場大的飛機(jī)，竟是由比鴻毛還輕的空氣支托著，這是任何人都不能不驚嘆流體力學(xué)的成就。更不用說今后會(huì)將出現(xiàn)更大、飛行速度更快的飛機(jī)。

同樣，也不可能想象，沒有流體力學(xué)的發(fā)展，能設(shè)計(jì)制造排水量超過50萬噸的船舶，能建造長江三峽水利工程這種超大規(guī)模工程，能設(shè)計(jì)90萬kW汽輪機(jī)組，能建造每臺(tái)價(jià)值超過10億美元的海上采油平臺(tái)，能進(jìn)行氣候的中長期預(yù)報(bào)，等等。甚至天文上觀測到的一些宇宙現(xiàn)象，如星系螺旋結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理，也通過流體力學(xué)中形成的理論得到了解釋。近年來從流體力學(xué)的角度對(duì)魚類游動(dòng)原理的研究，發(fā)現(xiàn)了采用只是擺動(dòng)尾部(指身體大部不動(dòng))來產(chǎn)生推進(jìn)力的魚類，最好的尾型應(yīng)該是細(xì)長的月牙型。這正是經(jīng)過幾億年進(jìn)化而形成的鯊魚和鯨魚的尾型，而這些魚類的游動(dòng)能力在魚類中是最好的。這就為生物學(xué)進(jìn)化方面提供了說明，引起了生物學(xué)家的很大興趣。

所以很明顯，流體力學(xué)研究，既對(duì)整個(gè)科學(xué)的發(fā)展起了重要的作用，又對(duì)很多與國計(jì)民生有關(guān)的工業(yè)和工程，起著不可缺少的作用。它既有基礎(chǔ)學(xué)科的性質(zhì)，又有很強(qiáng)的應(yīng)用性，是工程科學(xué)或技術(shù)科學(xué)的重要組成部分。今后流體力學(xué)的發(fā)展仍應(yīng)二者并重。

展望下一世紀(jì)流體力學(xué)的發(fā)展，一方面以湍流機(jī)制為核心的若干基本問題將繼續(xù)受到重視；另一方面為促進(jìn)國家建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步，主要力量將會(huì)集中于研究與解決具有明確應(yīng)用目標(biāo)的應(yīng)用基礎(chǔ)課題。今后10至20年，流體力學(xué)大體會(huì)沿以下三個(gè)方向發(fā)展：

(1) 在基礎(chǔ)理論研究方面，湍流機(jī)制將仍然是注意的中心

對(duì)于流動(dòng)穩(wěn)定性和混沌的研究也將會(huì)以相當(dāng)大的比重與湍流研究相結(jié)合或者與之發(fā)生密切的聯(lián)系。近來發(fā)展非常迅速的各類流動(dòng)顯示技術(shù)和粒子成像測速法將對(duì)猝發(fā)、分離、失穩(wěn)，以及各類渦的形成、運(yùn)動(dòng)和發(fā)展、破裂、合并、重聯(lián)等現(xiàn)象和過程提供詳細(xì)的記錄，巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將為建立新的理論模型指出方向和依據(jù)。

直接數(shù)值模擬可以摒棄對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴，考慮到計(jì)算機(jī)性能的限度，需要發(fā)展高分辨率的算法和并行計(jì)算技術(shù)，精心設(shè)計(jì)典型算例，將會(huì)提供更多新的現(xiàn)象和規(guī)律。研究湍流、混沌所遇到的數(shù)學(xué)困難在于N-S方程的非線性，采用攝動(dòng)展開不失為解決弱非線性問題的手段，但很有必要尋求新的表述方法和數(shù)學(xué)工具。針對(duì)不同類型的流動(dòng)特點(diǎn)，將會(huì)不斷構(gòu)造出新的理論模型，增強(qiáng)預(yù)測的能力。

(2) 在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，需要加強(qiáng)流體力學(xué)的研究

在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，除了繼續(xù)解決航空航天、航海、機(jī)械、水利、化工等方面的流體力學(xué)問題，還將在普遍受到重視的能源、環(huán)境、材料以及高技術(shù)等領(lǐng)域中加強(qiáng)流體力學(xué)的研究。相當(dāng)數(shù)量的問題是具有幾何形狀復(fù)雜、流體結(jié)構(gòu)多樣，還可能存在多相和反應(yīng)以及出現(xiàn)非平衡現(xiàn)象，值得提到的有超聲速燃燒，化學(xué)反應(yīng)流，高超聲速繞流等。不論是整體流場或是某一單元過程，數(shù)值模擬將會(huì)發(fā)揮重要作用。在某些典型問題方面，如繞流、水波、可壓縮性波動(dòng)等，已經(jīng)發(fā)展了一批大型計(jì)算軟件，今后這一發(fā)展勢頭將會(huì)更快，它不僅可以滿足實(shí)用的需要，也是一種為理論研究服務(wù)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)。

(3) 一些新的領(lǐng)域可能有大的發(fā)展

由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要，流體力學(xué)將會(huì)對(duì)全社會(huì)關(guān)心的生態(tài)環(huán)境的維護(hù)問題發(fā)揮積極的作用，重點(diǎn)是研究陸氣、海氣界面過程，污染物的遷移，風(fēng)沙、泥沙、泥石流運(yùn)動(dòng)，以及農(nóng)業(yè)和工業(yè)中的水循環(huán)等。此外，與生物、地球和天文的結(jié)合也將會(huì)涌現(xiàn)重大的研究成果。

本世紀(jì)的流體力學(xué)取得多方面的重大進(jìn)展，特別是在本世紀(jì)下半葉，由于實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)、數(shù)值計(jì)算手段和分析方法上的進(jìn)步，在多種非線性流動(dòng)以及力學(xué)和其他物理、化學(xué)效應(yīng)相耦合的流動(dòng)等方面呈現(xiàn)了豐富多采的發(fā)展態(tài)勢。

在實(shí)驗(yàn)方面，已經(jīng)建立了適合于研究不同馬赫數(shù)、雷諾數(shù)范圍典型流動(dòng)的風(fēng)洞、激波管、彈道靶以及水槽、水洞、轉(zhuǎn)盤等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，發(fā)展了熱線技術(shù)、激光技術(shù)、超聲技術(shù)和速度、溫度、濃度及渦度的測量技術(shù)，流動(dòng)顯示和數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展使得大量數(shù)據(jù)采集、處理和分析成為可能，為提供新現(xiàn)象和驗(yàn)證新理論創(chuàng)造了條件。

計(jì)算流體力學(xué)發(fā)展極快。出現(xiàn)了有限差分、有限元、有限分析、譜方法和辛算法；建立了較完整的理論體系，即穩(wěn)定性理論、數(shù)值耗散和色散分析、網(wǎng)格生成和自適應(yīng)技術(shù)、迭代和加速收斂方法；

提出了求解自由邊界問題的多種拉格朗日和歐拉的混合方法，計(jì)算包含復(fù)雜激波系的復(fù)雜流場的高精度格式等。目前，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)成為流體力學(xué)各分支中不可缺少的工具。

分析方法的主要進(jìn)步當(dāng)首推漸近展開法的日趨成熟，多種漸近法(如匹配展開法、多重尺度法、平均變分法等)被廣泛運(yùn)用于求解弱非線性問題。純粹數(shù)學(xué)中的泛函、群論、拓?fù)鋵W(xué)，尤其是微分動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展為研究非線性問題提供了有效的手段。