**流體動力學**（英語：）是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體（含液體和氣體）的狀態與規律。流體動力學底下的子學科包括有空氣動力學和液體動力學。

解決一個典型的流體動力學問題，需要計算流體的多項特性，主要包括速度、壓力、密度、溫度。

流體動力學有很大的應用，比如在預測天氣，計算飛機所受的力和力矩，輸油管線中石油的流率等方面上。其中的的一些原理甚至運用在交通工程，因交通運輸本身可被視為一連續流體运动。

流體動力學方程式
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流體動力學的基本公理為守恆律，特別是質量守恆、動量守恆（也稱作牛頓第二與第三定律）以及能量守恆。這些守恆律以古典力學為基礎，並且在量子力學及廣義相對論中有所修改。它們可用雷諾傳輸定理（Reynolds transport theorem）來表示。

除了上面所述，流體還假設遵守「連續性假設」（continuum assumption）。流體由分子所組成，彼此互相碰撞，也與固體相碰撞。然而，連續性假設考慮了流體是連續的，而非離散的。因此，諸如密度、壓力、溫度以及速度等性質都被視作是在無限小的點上具有良好定義的，並且從一點到另一點是連續變動。流體是由離散的分子所構成的這項事實則被忽略。

若流體足夠緻密，可以成為一連續體，並且不含有離子化的組成，速度相對於光速是很慢的，則牛頓流體的動量方程式為「納維-斯托克斯方程式」。其為非線性微分方程式，描述流體的流所帶有的應力是與速度及壓力呈線性相依。未簡化的納維-斯托克斯方程式並沒有一般閉形式解，所以只能用在計算流體力學，要不然就需要進行簡化。方程式可以通過很多方法來簡化，以容易求解。其中一些方法允許適合的流體力學問題能得到閉形式解。

除了質量、動量與能量守恆方程式之外，另外還有熱力學的狀態方程式，使得壓力成為流體其他熱力學變數的函數，而使問題得以被限定。其中一個例子是所謂的理想氣體方程式：

p={\frac {\rho R\_{u}T}{M}}
其中 
p為壓力，
\rho 為密度，
R\_{u}為氣體常數，
M為分子量，以及 
T為溫度。 

### 可壓縮流與不可壓縮流

条目：不可壓縮流
所有流體某種程度上而言都是可壓縮的，換言之，壓力或溫度的改變會造成流體密度的改變。然而，許多情況下，壓力或溫度改變所造成的密度改變相當微小，是可以被忽略的。此種流體可以用不可壓縮流進行模擬，否則必須使用更普遍性的可壓縮流方程式進行描述。

數學上而言，「不可壓縮性」代表著流體流動時，其密度\rho \;維持不變，換言之：

{\frac {{\mathrm {D}}\rho }{{\mathrm {D}}t}}=0\,，
其中，{\mathrm {D}}/{\mathrm {D}}t為隨質導數（substantial derivative）。此條件可以簡化許多描述流體的方程式，尤其是運用在均勻密度的流體。而隨質導數又可分解成局部導數與對流導數，前者代表位置不變時，性質隨時間之變化率，而後者代表質點運動時，該性質隨速度方向之變化率。若為不可壓縮流，則代表對密度做隨質導數與對流導數，都各別為0時，代表密度不隨位置跟時間改變，即不可壓縮流。

對於氣體要辨別是否具有可壓縮性，馬赫數是一個衡量的指標。概略來說，在馬赫數低於0.3左右時，可以用不可壓縮流的行為解釋。

至於液體，較符合可壓縮流還是不可壓縮流的性質，主要取決於液體本身的性質（特別是液體的臨界壓力與臨界溫度）和流體的條件（液體壓力是否接近和液體臨界壓力）。

聲學的問題往往需要引進壓縮性的考量，因為聲波算是可壓縮波，其性質會隨著傳播的介質以及壓力變化而改變。

### 黏性流與非黏性流

當流體內的阻力越大時，描述流體須考慮其黏性的影響。雷諾數可用來估算流體的黏性對描述問题的影響。

所謂史托克流指雷諾數相當小的流動。在此情況，流體的慣性相較於黏性可忽略。而流體的雷諾數大代表流體流動時慣性大於黏性。因此當流體有很大的雷諾數，假設它是非黏性流，忽略其黏性，可當成一個近似。

這樣的近似，當雷諾數大時，可得到很好的結果，即便是在某些不得不考慮黏性的問題上（例如邊界問題）。但在流體與管壁的邊界，有所謂的不滑移條件，局部會有很大的速率應變率，使得黏性的作用放大而有渦度，黏性因而不可被忽略。

因此，計算管壁對流體的淨力，需要使用黏性方程式。如同達朗白謬論的說明，物體在非黏性流裡，不會感受到力。歐拉方程是描述非黏性流的標準方程式。在這種情況，一個常使用的模型，使用歐拉方程描述遠離邊界的流體，在接觸的邊界，使用邊界層方程式。

在某一個流線上，將歐拉方程積分，可得到白努利定律。如果流體每一處都是無旋轉渦動，白努利方程可描述整個流動。

### 穩定流與非穩定流

穩定流即在流場中任一特定位置上，此位置上流體質點的任何物理性質不會隨時間改變。在流場中若有流線，線上任一位置上的切線方向與質點之速度向量相同。
非稳定流：水在渗流场内运动过程中各个运动要素随时间改变的水流运动。运动要素包括水位、流速、流向等

### 層流與紊流

當流動由漩渦和表觀的隨機性所主導時，此種流動稱為紊流。當亂流效應不明顯時，則稱為層流。然而值得注意的是，流動之中存在於漩渦不一定表示此流動為亂流──這些現象可能也存在於層流之中。數學上，紊流通常以雷諾分離法來表示，也就是紊流可以表示成穩定流與擾動部分的和。

亂流遵守納維-斯托克斯方程式。數值直解法（Direct numerical simulation，DNS），基於納維-斯托克斯方程式可應用在不可壓縮流，可使用雷諾數對紊流進行模擬（必須在電腦性能與演算結果準確性均能負荷的條件下）。而此數值直解法的結果，可以解釋所得的實驗資料。

然而，大部分我們有興趣的流動都是雷諾數比DNS能夠模擬的範圍大上許多，即使電腦性能在接下來的數十年間持續發展，仍難以實行模擬。任何飛行交通工具，要足夠能承載一個人（L >3 m）以72 km/h（20 m/s）的速度移動，此情況都遠遠在DNS能夠模擬的範圍之外（雷諾數為4百萬）。像是空中巴士A300或波音747這類的飛行工具，機翼上的雷諾數超過4千萬（以翼弦為標準）。為了能夠處理這些生活上實際的問題，需要建立紊流模型。雷諾平均納維-斯托克斯方程式（Reynolds-averaged Navier-Stokes equations）結合了紊流的效果，提供了一個紊流的模型，將額外的動量傳遞表示由雷諾應力所造成；然而，亂流也會增加熱傳與質傳速度。大渦數值模擬計算（Large eddy simulation，LES）也是一個模擬方法，外觀與分離渦流模型（detached eddy simulation, DES）甚相似，是一種紊流模擬與大渦數值模擬計算的結合。

### 牛頓式流體與非牛頓式流體

牛頓流體為在定溫及定壓之下，流體的動力黏制係數不會隨速度梯度變化，且保持定值，非牛頓流體的動力黏制係數則會隨速度梯度改變。

### 其他近似

參考文獻
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相關條目
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| 研究領域
* 聲學理論（英语：）
* 空氣動力學
* 氣彈力學（英语：）
* 航空學
* 計算流體力學
* 流測量（英语：）
* 血液動力學（英语：）
* 水力學
* 水文學
* 流體靜力學
* 超常流體力學（英语：）
* 電流體力學（英语：）
* 磁流體力學
* 流變學
* 量子流體力學（英语：）

數學方程式與觀念
* 白努力方程式
* 雷諾傳輸定理
* 博欣内斯克近似（英语：）
* 守恆律
* 歐拉方程式
* 达西定律
* 黑姆荷茲定理
* 基爾霍夫方程組
* 曼寧公式
* 納維-斯托克斯方程式
* 泊肃叶定律
* 相對論性歐拉方程式（英语：）
* 雷诺分解（英语：）
* 流線函數（英语：）
* 流线型

  | 流類型
* 可壓縮流
* 拖曳流动
* 不可壓縮流
* 非黏性流
* 層流
* 明渠流
* 位流
* 斯托克斯流
* 超流性
* 超音速
* 跨音速
* 暫態流
* 紊流
* 二相流（英语：）

流體性質
* 密度
* 牛頓流體
* 非牛頓流體
* 表面張力
* 黏性
* 蒸氣壓

  | 流體現象
* 邊界層
* 康达效应
* 对流单体
* 阻力
* 升力
* 罗斯比波
* 震波
* 孤立子
* 亂流
* 文丘里效应
* 漩渦
* 渦度
* 波阻（英语：）

應用
* 聲學
* 空氣動力學
* 液压传动
* 气象学
* 造船学
* 海洋学
* 電漿物理學
* 氣動學
* 泵

其他課題
* 流体力学重要著作列表
* 等值曲面
* 旋轉水槽
* 音障
* β平面

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* 论
* 编
流体力学中的无量 |
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* 论
* 编
连续介质力学 |
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| 基本定律 | 质量守恒 - 动量守恒 - 能量守恒 - 熵不等式 |  |
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| 固体力学 | 固体 - 形變 - 弹性 - 塑性 - 胡克定律 - 應力 - 應變 - 有限应变理论 - 无限小应变理论 - 杨氏模量 - 剪切模量 - 体积模量 - 泊松比 - 彎曲 |
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| 流体力学 | 流体- 流量 - 流体静力学 - 黏度 - 表面张力 - 流體動力學 - 牛顿流体 - 非牛頓流體 - 伯努利定律 |
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| 流变学 | 黏弹性 - 流变测量 - 流变仪 - 智能流体 - 电流变液（英语：） - 磁流变液（英语：） - 铁磁流体 |
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| 科學家 | 波义耳 - 胡克 - 牛頓 - 伯努利 - 盖-吕萨克 - 納維 - 柯西 - 斯托克斯 |

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