Исторический очерк развития МЖГ. Развитие МЖГ подтверждает наличие взаимной связи между наукой и практикой.

Существенны заслуги Архимеда (287-212 гг. до н.э.) в создании гидростатики. Работы Архимеда послужили толчком к появлению ряда замечательных гидравлических аппаратов.

Идеи Архимеда были продолжены Стевином (1548-1620), Галилеем (1564-1642) и Паскалем (1623-1662). Существенное значение для дальнейшего развития МЖГ имеет закон Паскаля о независимости давления жидкости на расположенную внутри нее площадку от ориентации этой площадки.

Открытия Галилея, Гюйгенса, Ньютона привели в конце ХVIІ в. к расцвету общей механики и подготовили предпосылки к скачку в развитии МЖГ. Особое значение имело установление Ньютоном основных законов и уравнений динамики, обобщение которых на сплошные среды и, в первую очередь, на жидкость приводит к образованию раздела теоретической механики - гидродинамики. Громадный вклад в создание теоретической гидродинамики принадлежит академикам Российской Академии наук Леонарду Эйлеру (1707-1783) и Даниилу Бернулли (1700-1782). Эйлер впервые получил основную систему уравнений движения идеальной жидкости (1755), положив этим начало аналитической механики сплошной среды.

Гениальный русский ученый М.В. Ломоносов (1711-1765) своими исследованиями по упругости газов и теплоте способствовал развитию механики газа.

Следующий этап истории МЖГ, относящийся уже к ХIХ в., знаменуется, с одной стороны, дальнейшей математической разработкой гидродинамики идеальной жидкости, в частности решением таких задач, как плоское и пространственное безвихревое движение, струйное разрывное движение, вихревое движение, волновое движение тяжелой жидкости, с другой - зарождением новых разделов: динамики вязкой жидкости и газовой динамики.

Простейшим и наиболее глубоко и всесторонне изученным случаем интегрирования уравнений Эйлера для идеальной несжимаемой жидкости является безвихревое движение или движение с потенциалом скоростей. Понятие потенциала скоростей введено впервые Эйлером. Существование функции тока в случае плоского движения было установлено Лагранжем.

Основы учения о движении вязкой жидкости заложены в 1821 г. французским ученым Навье и получил свое завершение в 1825 г. в работах Стокса (1819-1903). Он сформулировал закон линейной зависимости напряжений от скоростей деформаций, представляющий обобщение простейшего закона Ньютона, и дал, в окончательной форме, уравнения пространственного движения вязкой жидкости (уравнение Навье-Стокса).

Теоретическое исследование неустановившегося ламинарного движения в цилиндрической трубке впервые произвел И.С.Громека в работе “К теории движения жидкостей в узких цилиндрических трубках”, опубликованной в 1882 г. Вопрос о потере устойчивости ламинарного движения в цилиндрических трубках и переходе его в турбулентное был исследован экспериментально в период 1876-1883 гг. английским физиком О. Рейнольдсом (1842-1912), установившем критерий этого перехода (число Re_кр).

Параллельно с развитием гидродинамики вязкой жидкости создавалась динамика сжимаемого газа.

Появление авиации характеризовало историю развития гидродинамики в первой половине XX в. Теория крыла бесконечного размаха в плоскопараллельном потоке идеальной жидкости появилась одновременно в ряде стран: в России (Н.Е. Жуковский, С.А. Чаплыгин), в Германии (Кутта), в Англии (Лангестер).

С именем Н.Е. Жуковского связано зарождение динамики полета. Н.Е.Жуковский наряду с Эйлером во Франции, а позднее Д.Прандтлем в Германии может по праву считаться создателем современной экспериментальной аэродинамики (Центральный аэрогидродинамический институт - ЦАГИ). Теоретические исследования С.А.Чаплыгина послужили образцом применения метода комплексного переменного в теории крыла в плоскопараллельном потоке, он заложил основу теории стационарного движения.

Фундаментальные идеи Н.Е. Жуковского и С.А. Чаплыгина были в дальнейшем развиты их учениками и последователями. Значительное углубление гидродинамика плоского безвихревого потока получила в работах М.В.Келдыша, М.А.Лаврентьева, Л.И.Седова и других советских ученых, использующих метод комплексного переменного.

Центральное место в современной механике жидкости и газа занимает газовая динамика. Важную роль в развитии современной газовой динамики сыграла диссертация С.А.Чаплыгина "О газовых струях”, 1902 г. Эта работа послужила основой развития методов газовой динамики до- и сверхзвуковых скоростей. Развитие метода получило в работах С.А.Христиановича (по учету сжимаемости), Л.И.Седова (обтекание профилей при ρ = const дозвуковым потоком). Этот метод лег в основу предложенного Т. Карманом и Ченем приближенного способа учета влияния сжимаемости при дозвуковом обтекании профилей.

В области теории сверхзвуковых и смешанных течений С.А.Христианович в 1941 г. дал общий анализ течений вблизи явлений перехода звукового течения в сверхзвуковое. Идеи его развиты затем А.А.Никольским и Г.И.Тагановым.

Теория движения вязкой жидкости в 50-е годы получила развитие главным образом в направлении изучения движения жидкости и газа в пограничном слое на основе простого приближенного метода его расчета на базе уравнения импульсов, полученного Т. Карманом в 1921 г.

Теория устойчивости ламинарного движения и ламинарного пограничного слоя создались благодаря исследованиям Л. Прандтля, В. Толмина, Г. 0Шлихтинга (Германия); Т. Кармана, С. Лин (США); А.А. Дородницына, Л.Г. Лойцянского и др.

В настоящее время в МЖГ широко развиваются те разделы, которые находятся в тесной связи с новыми задачами естествознания и техники. Это учение о сверх- и гиперзвуковых потоках реальных, однородных и неоднородных газов, плазмы, вопросы космической газодинамики, механики обычных вязких и различных "реологических” жидкостей (сложных растворов, жидких полимеров), проблемы кровообращения, перемещение живых существ в жидкости и другие вопросы биофизики и бионики.