流體力學發展到現在為什麼還要進行風洞試驗？

我將問題分析一下，看是不是想問這麼一個問題：流體力學已經發展了這麼多年，空氣動力學中對於飛機的設計，為什麼還要進行風洞實驗？是不是靠理論設計或者數值模擬就可以很好的設計出飛機的翼型？

說到流體力學，不得不說的一個方程就是納維-斯托克斯方程（N-S方程），N-S方程是一組描述像液體和空氣這樣的流體物質的方程。這些方程建立了流體的粒子動量的改變率（力）和作用在液體內部的壓力的變化和耗散粘滯力（類似於摩擦力）以及重力之間的關係。

N-S方程最重要的性質之一就是非線性：納維－斯托克斯方程在大多數實際情況下是非線性的偏微分方程。在某些情況下，一維流和斯托克斯流方程可以簡化為線性方程組，但是更多的情況下是無法簡化為線性方程組的，這其中就包括飛機翼型設計等。

線性方程是能夠得到解析解的，但是由於流體力學N-S方程中存在的非線性項，大多數情況下，是無法得到精確的解析解，或許可以通過數值模擬得到一些數值解，但是正是由於非線性項的存在使得很多的問題很難或者沒法解決，非線性的特質是動蕩方程組模型的重要影響因素。非線性是由於對流加速（與點速度變化相關聯的加速度），因此，任何對流無論湍流與否都會涉及非線性。

其中最經典的案例就是圓柱擾流問題。

卡門渦街

其次，需要提到的是，大多數科學研究中（至少在工程科學中是這樣），科學研究的手段有三種：理論研究，數值模擬，實驗研究，這三種研究手段的重要性相當，相輔相成，缺一不可。

風洞實驗，是空氣動力學的研究工具。風洞是一種產生人造氣流的管道，用於研究空氣流經物體所產生的氣動效應。風洞除了主要應用於汽車、飛行器、導彈（尤其是巡航導彈、空對空導彈等）設計領域，也適用於建築物、高速列車、船艦的空氣阻力、耐熱與抗壓試驗等。它主要利用的是相似性原理，通過縮比模型在風洞中實驗獲得的實驗數據，來例證數值模擬的結果，以便更好的對模型進行優化，需要指出的是，風洞實驗結果大多數情況下與現地風場的觀測結果比較接近，因此可以可以在大多數的工程科學問題中進行採用，同時也可以用來研究極端環境（激波問題等）。

以上僅為對流體力學及風洞實驗的簡單介紹，如有存在不夠翔實或是謬誤之處，還望批評指正。