Akışkanlar mekaniği tarihi, sıvı ve gazların durgunluk ve hareket hâlindeki davranışlarını açıklama çabalarının gelişimini kapsar. Bu gelişim, erken dönemlerdeki kaldırma ve su akışı gözlemlerinden matematiksel denklemlere, kontrollü deneylere ve sayısal hesaplamalara uzanır. Alanın tarihini tek bir keşfe indirgemek yerine kuramsal hidrodinamik ile uygulamalı hidrolik arasındaki etkileşim içinde değerlendirmek gerekir. [1]
Erken gözlemler ve kuramsal denklemler
Arşimet’in yüzen ve suya batmış cisimler üzerine çalışmaları, kaldırma kuvvetinin anlaşılmasına katkıda bulundu. Leonardo da Vinci, su akışları, girdaplar ve kanalları gözlemleyip çizimlerle inceledi. 17. yüzyılda Newton’un hareket yasaları akışkanların mekanik çerçevede ele alınmasına yardımcı oldu. 18. yüzyılda Daniel Bernoulli akış ve basınç ilişkisi üzerine çalıştı; Leonhard Euler ise ideal, sürtünmesiz akış için hareket denklemlerini geliştirdi. Euler denklemleri viskoziteyi hesaba katmaz; bu nedenle gerçek akışların her özelliğini tek başına açıklamaz. [1][2]
Viskozite, deney ve hesaplama
19. yüzyılda Navier ve Stokes, viskozite etkilerini hareket denklemlerine kattı. Navier–Stokes denklemleri akışkanların viskoz davranışını betimlese de genel durumlarda çözülmeleri zordur. Bu yüzden kuramsal araştırmalar, boru ve kanal akışlarını inceleyen deneysel çalışmalarla birlikte ilerledi. Osborne Reynolds’un 1883’te yayımladığı boru akışı deneyi, akış rejimlerinin incelenmesinde etkili oldu. Ludwig Prandtl’ın 1904’te geliştirdiği sınır tabaka yaklaşımı, katı yüzey yakınındaki viskoz etkileri akışın geri kalanından ayırarak çözümlemeyi kolaylaştırdı. [1]
Günümüzde hesaplamalı akışkanlar dinamiği, akış denklemlerinin yaklaşık sayısal çözümlerini üretir. NASA, Euler denklemlerinin viskoziteyi ihmal ettiğini; bu etkinin Navier–Stokes denklemlerinde yer aldığını ve sayısal yöntemlerin akış problemlerini çözmekte kullanıldığını belirtir. Deneyler ve kuramsal modeller de alanın önemli araçları olmaya devam eder. [2]