La fluidodinamica è una branca della meccanica dei corpi continui che riguarda la dinamica dei fluidi.
I fluidi
Un fluido è un materiale i cui atomi o molecole non occupano delle posizioni definite ma dipendono dal recipiente che li contiene. La definizione di fluido è pertanto legata più che alla struttura del materiale alla risposta che esso ha se sollecitato dall'esterno.
Un fluido quindi, secondo questa definizione, può essere un gas o un liquido.
Un solido può essere schematizzato come costituito da atomi o molecole che vengono mantenuti in una posizione fissa da forze attrattive e repulsive che variano in base alla distanza tra le varie particelle. Le particelle sono pertanto libere esclusivamente di vibrare attorno alla loro posizione, con oscillazioni di ampiezza modesta, senza però poter modificare la struttura dei vari legami e la forma del corpo.
Nei gas, gli atomi o le molecole non occupano una posizione definita ma si muovono in maniera casuale sotto l'effetto di un moto generato, in assenza di forze applicate dall'esterno, dall'agitazione termica. Tale moto ha direzione variabile a causa degli urti tra atomi e molecole. La distanza media che una particella percorre tra un urto e l'altro è detta cammino libero medio e questa grandezza viene indicata con ?.
I liquidi hanno invece una struttura intermedia tra i solidi ed i gas, in cui la distanza tra le varie particelle è simile a quella dei solidi ma i legami non sono così forti da impedire variazioni di volume in presenza di sollecitazioni esterne.
Statica
La statica studia tutti i problemi che coinvolgono fluidi in stato di quiete o che si muovono senza però generare sforzi di taglio all'interno del dominio che occupano.
I problemi di statica riguardano, ad esempio, il calcolo delle pressioni generate dai fluidi. Per la legge di Pascal sappiamo che la pressione generata dai fluidi non è influenzata dalla direzione di applicazione, per questa caratteristica i fluidi vengono detti idrostatici. L'entità della pressione generata dal fluido sulle pareti che lo contiene dipende dalla sua densità e dall'altezza della colonna di fluido. Questa distribuzione di pressioni legata alla coordinata relativa all'altezza di fluido è detta gradiente di pressione idrostatica.
Dinamica
La cinematica studia tutti i problemi che coinvolgono fluidi sottoposti a forze sia interne che esterne e quindi in movimento.
Il teorema che sta alla base dello studio della dinamica dei fluidi è il Teorema del trasporto o di Reynolds. Tale teorema semplifica notevolmente la valutazione delle varie grandezze in quanto permette di calcolare quest'ultime su un volume di controllo (fisso ed arbitrario) anziché su un volume materiale (variabile nel tempo).