第18章：水流与数字（1/4）

付烁说：“知道了河流为什么会改变流向。接下来，我想问问，这里能有什么办法模拟水流吗？”

董趋说：“你是研究流体的吗？”

付烁说：“不是，我是研究计算机的。”

董趋说：“水流的模拟很困难。模拟出来的和实际的水流位置相差很大。很多因素没有考虑到，例如风速、土壤和石头的阻拦，表面张力。”

流体宏观模型认为流体是由无数流体元连续地组成的，即连续介质。所谓流体元指的是这样的小块流体：它的大小与放置在流体中的实物比较是微不足道的，但比分子的平均自由程却要大得多，它包含足够多的分子，能施行统计平均求出宏观参量，少数分子出入于流体元不会影响稳定的平均值。

另一方面，对于进行统计平均的时间也应选得足够大，使得在这段时间内，微观的性质，例如分子间的碰撞等已进行了许多次，在这段时间内进行统计平均能够得到稳定的数值。于是，从统计物理中得知，分子的物理量（质量、速度、动量和能量）经过统计平均后变成了流体元的质量，速度，压力和温度等宏观物理量，分子质量、动量和能量等输运过程，经过统计平均后表现为扩散，粘性，热传导等宏观性质。

描述流体运动一般有两种方法。