如果说现代文明起源于机械工业的兴起和发展的话，那么流体力学与机械工业的结合起到了决定性的作用，也可以说流体力学是机械工业现代化皇冠上的一颗耀眼的璀璨明珠。无论是古代的水力机械还是现代最复杂的航空发动机的诞生，均与流体力学的发展密不可分，也可以说流体力学几乎涉足诸如水轮机、汽轮机、燃气轮机、膨胀机、风力机、水泵、风扇、通风机、压缩机、液力耦合器、液力变矩器、风动工具、气动马达、液压马达以及各种流体输运和控制设备等，所有以流体为工质来转换能量的机械。因此，毫无疑问，流体力学是机械工业最为活跃的一门专业基础学科，也是工科类院校开设的一门专业基础课程。为了激发初学者的学习兴趣，便于了解流体力学基本知识和发展规律，主要以传记形式和科普特征，将流体力学的科学知识与人文历史结合起来，分流体力学基础理论、空气动力学、液体动力学、计算流体力学、实验流体力学、风洞和水洞设备、飞行奥妙与空气动力学原理和流体力学人物志共八章介绍给读者。其中，流体力学基础、空气动力学、液体动力学和计算流体力学部分，主要介绍理论的发展及其应用；实验流体力学部分，主要介绍相似性原理、流动显示和测量技术等；风洞和水洞设备部分，主要介绍风洞和水洞设备的发展与应用；飞行奥妙与空气动力学原理部分，主要介绍飞行认知、飞行原理和飞机部件功用等；流体力学人物志部分，介绍了阿基米德、达芬奇、伽利略、牛顿、莱布尼茨、伯努利、欧拉、拉格朗日、亥姆霍兹、斯托克斯、雷诺、马赫等著名科学家在流体力学发展中的作用和主要成就。

　　本书在内容的取材和论述过程中，从直观易懂的物理概念人手，将科学知识与历史发展相结合，用通俗易懂的语言介绍了流体力学的发展和概论。

　　本书承蒙北京大学工学院魏庆鼎教授和清华大学航天航空学院朱克勤教授的审阅，并提出重要建议，深表谢意。

　　在本书的编写过程中，作者还得到了北京航空航天大学应用空气动力学研究室的教师和同学们的大力支持。陆维爽博士生为本书的资料收集提供了帮助，借此表示衷心的感谢。

　　感谢科学出版社钱俊、鲁永芳编辑和其他同志们为本书的出版付出的辛勤劳动。

　　流体力学理论严谨，应用广泛，这对编著通论来说是一个不小的困难。所涉及内容除了理论、实验、数值计算三大分支外，尚有许多工业领域的应用，限于篇幅，本书无法全面介绍，这里主要选了空气动力学和液体动力学作为代表。因本人才疏学浅、精力有限，不妥之处在所难免，望广大读者批评指正。

　　刘沛清，男，1960年12月30日生，系山西省忻州市人，中共党员。1982年在华北水利水电学院获学士学位，1989年在河海大学获硕士学位，1995年在清华大学获博士学位。1997年至今，在北京航空航天大学流体力学研究所工作；2000年至今，任教育部流体力学实验室责任教授，博士生指导教师；2003年至2012年，任航空科学与工程学院副院长。现为空气动力学国家精品课负责人，国家航空航天实验教学中心主任，国家航空科学技术实验室大型飞机高级人才培训班班主任，中国空气动力学学会第六届理事会理事，第十届流体力学专业委员会工业与环境流体力学专业组组长，《空气动力学学报》等编委。

　　2003年获硕士先进工作者称号。2005年获国家教学成果二等奖。2009年获北京市教学成果一等奖。2011年获北京市教学名师。2014年刘沛清负责的“先进飞行器高级人才联合培养基地”获全国示范性全日制工程硕士专业学位研究生联合培养实践基地称号。

　　承担教学任务：博士生课程“近代流体力学”；硕士生课程“湍流模型及其应用”和“水动力学理论”；本科生全国精品课程“空气动力学”和北京航空航天大学通识课程“现代大学概论”。

　　长期从事空气动力学、水动力学实验和数值模拟工作。近年来结合国家自然科学基金重点、面上项目、国防预研和国防基础等课题，利用理论、实验和数值模拟等多种手段对工程中的一些复杂流动（旋涡分离与控制、高速层流控制技术等）开展了系统深入的研究，解决了一系列气动设计难题。近年来的主要研究方向有：现代飞机旋涡分离及其控制技术，高速层流控制技术，现代高效轻质螺旋桨设计与优化技术，大型飞机起降气动特性、地面效应和水上迫降。研究成果在国内外学术刊物上发表论文200余篇，被SCI、El收录60多篇，出版著作8部，授权国家发明专利19项。

前言

第1章 流体力学基础

1．1 流体力学早期发展与微积分结合

1．2 描述流体运动方法

1．3 理想流体运动微分方程建立与应用

1．4 黏性流体运动微分方程与涡量输运方程

1．5 边界层理论的建立与应用

1．6 层流转捩现象与稳定性理论

1．7 湍流现象及其特征

1．8 湍流的统计理论

1．9 工程湍流理论

1．10 湍流模式

1．11 湍流高级数值模拟技术

1．12 湍涡的多尺度讨论

第2章 空气动力学

2．1 空气动力学的发展概述

2．2 低速翼型绕流

2．3 翼型绕流物面近区边界层的发展与影响机理

2．4 机翼的低俗绕流

2．5 可压缩空气动力学基础

2．6 可压缩流动的求解方法

2．7 高超声速空气动力学

2．8 气动声学原理

2．9 低速翼型及机翼失速特性

2．10 空气动力学在现代飞行器研制中的先导性作用

第3章 液体动力学

3．1 液体动力学发展

3．2 液体运动

3．3 -元流理论与机械能损失

3．4 有压管道恒定流

3．5 明渠恒定流

3．6 有压管道非恒定流

3．7 明渠非恒定渐变流

3．8 水波动力学基础

3．9 液体动力学应用

第4章 计算流体力学

4．1 计算流体力学起源

4．2 离散格式与迭代方法

4．3 计算流体力学应用

……

第5章 实验流体力学

第6章 风洞与水洞设备

第7章 飞行奥妙与空气动力学原理

第8章 流体力学人物志

附录A 湍涡运动随想

附录B 我的追梦

参考文献

后记