Гідродинаміка (від гидро... і динаміка ), розділ гідромеханіки, в якому вивчаються рух нестискуваних рідин і взаємодія їх з твердими тілами. Методами Р. можна досліджувати також рух газів, якщо швидкість цього руху значно менша швидкості звуку в даному газі. При швидкості руху газу, що близькій до швидкості звуку або перевищує її, починає грати помітну роль стисливість газу і методи Р. вже непридатні. Такий рух газу досліджується в газовій динаміці .
При рішенні тієї або іншої задачі в Р. застосовують основні закони і методи механіки і, враховуючи загальні властивості рідин, отримують рішення що дозволяє визначити швидкість, тиск і дотичну напруга в будь-якій точці зайнятого рідиною простору. Це дає можливість розрахувати, зокрема, і сили взаємодії між рідиною і твердим тілом. Головними властивостями рідини, з точки зору Р., є її легка рухливість, або текучість, що виражається в малому опорі рідині деформаціям зрушення, і сплошность (у Р. рідина вважається безперервним однорідним середовищем); крім того, в Р. приймається, що рідини не чинять опір розтягуванню.
Основні рівняння Р. виходять шляхом застосування загальних законів фізики до елементарної маси, виділеної в рідині, з подальшим переходом до межі при прагненні до нуля об'єму, займаного цією масою. Одне з рівнянь, зване нерозривності рівнянням, виходить шляхом застосування до елементу, виділеного в рідині, закону збереження маси: інше рівняння (або в проекціях на осі координат — три рівняння) виходить в результаті застосування до елементу рідини закону про кількості руху, згідно з яким зміна кількості руху елементу повинна збігатися по величині і напряму з імпульсом сили, прикладеної до нього. Вирішення загальних рівнянь Р. виняткове складно і може бути доведено до кінця не завжди, а лише в невеликому числі окремих випадків. Тому доводиться спрощувати завдання шляхом відкидання в рівняннях членів, які в даних умовах мають менш істотні значення для визначення характеру течії. Наприклад, у ряді випадків можна з достатньою для практики точністю описати реально спостережувану течію, нехтуючи в'язкістю рідини; т. о., приходять до теорії ідеальної рідини, яку можна застосовувати для вирішення багатьох гідродинамічних завдань. В разі руху рідин з вельми великою в'язкістю (густі масла і т.п.) величина швидкості течії змінюється трохи і можна нехтувати прискоренням. Це приводить до ін. наближеному вирішенню завдань Р.
В Р. ідеальної рідини особливо важливе значення має Бернуллі рівняння, згідно з яким уздовж цівки рідини має місце наступне співвідношення між тиском р , швидкістю v перебігу рідини (з щільністю r ) і висотою z над плоскістю відліку p + 1 / 2 rv 2 + rgz = const. ( g — прискорення вільного падіння). Це рівняння є основним в гідравліці .
Аналіз рівнянь руху в'язкої рідини показав, що для геометрично і механічно подібних течій (див. Подібності теорія ) величина rvl/m= Re має бути постійною ( l — характерний для завдання лінійний розмір, наприклад радіус обтічного тіла або перетину труби і т.п., r , v і m — відповідно щільність, швидкість, коефіцієнт в'язкості рідини). Ця величина називається Рейнольдса числом і визначає режим руху в'язкої рідини: при малих значеннях Re (для трубопроводів при Re = v cp d/n £ 2300, де d — діаметр трубопроводу, n = m/r ) має місце шарувате, або ламінарноє перебіг, при великих значеннях Re цівки розмиваються і в рідині відбувається хаотичне перемішування окремих мас; це т.з. турбулентний перебіг .
Вирішення основних рівнянь Р. в'язкої рідини виявилося можливим знайти лише для крайніх випадків — для Re дуже малих, що відповідає (при звичайних розмірах) великою в'язкість, і для Re дуже великих, що відповідає перебігу рідин з малою в'язкістю. У ряді технічних питань особливо важливі завдання про перебіг рідин з малою в'язкістю (вода, повітря). В цьому випадку рівняння Р. можна значно спростити, виділивши шар рідини, безпосередньо прилеглий до поверхні обтічного тіла, в якому в'язкістю нехтувати не можна; цей шар називається пограничним шаром . За межами пограничного шару рідина може розглядатися як ідеальна. Для характеристики рухів рідини, в яких основну роль грає сила тяжіння (наприклад, хвилі, що утворюються на поверхні води при вітрі, проходженні корабля і т.д.), в Р. вводиться ін. безрозмірна величина v 2 /gl = Fr , звана числом Фруда.
Практичні вживання Р. надзвичайно всілякі. Р. користуються при проектуванні кораблів і літаків, розрахунку трубопроводів, насосів, гідротурбін і водозливних гребель, при дослідженні морських течій і річкових наносів, вивченні фільтрації грунтових вод і нафти в підземних родовищах і т.п. Про історію Р. див.(дивися) в ст. Гидроаеромеханика .
Літ.: Прандтль Л.. Гидроаеромеханика, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1949.
