hydromekaniikan osa-alue, joka tutkii kokoonpuristumattomien nesteiden liikettä ja niiden vuorovaikutusta kiinteiden aineiden kanssa. Hydrodynamiikan menetelmiä voidaan käyttää myös kaasujen liikkeen tutkimiseen, jos tämän liikkeen nopeus on huomattavasti pienempi kuin äänen nopeus tutkittavassa kaasussa. Jos kaasu liikkuu nopeudella, joka lähestyy tai ylittää äänen nopeuden, kaasun kokoonpuristuvuus muuttuu merkittäväksi. Tällöin hydrodynamiikan menetelmät eivät enää sovellu; tällaista kaasun liikettä tutkitaan kaasudynamiikassa.

Hydrodynamiikan erilaisten ongelmien ratkaisemisessa käytetään mekaniikan keskeisiä lakeja ja menetelmiä. Jos nesteiden yleiset ominaisuudet otetaan huomioon, saadaan ratkaisuja, joiden avulla voidaan määrittää nopeus, paine ja leikkausjännitys missä tahansa nesteen valtaaman tilan pisteessä. Näin voidaan myös laskea nesteen ja kiinteän aineen väliset vuorovaikutusvoimat. Hydrodynamiikan näkökulmasta nesteen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat sen suuri liikkuvuus eli juoksevuus, joka ilmenee sen vähäisenä kestävyytenä leikkausjännitystä vastaan, ja sen jatkuvuus (hydrodynamiikassa nestettä pidetään jatkuvana, homogeenisena väliaineena). Hydrodynamiikassa oletetaan myös, että nesteellä ei ole vetolujuutta.

Hydrodynamiikan ensisijaiset yhtälöt saadaan soveltamalla fysiikan yleisiä lakeja nesteeseen eristettyyn massaelementtiin ja siirtymällä sen jälkeen raja-arvoon, kun tämän massan viemä tilavuus lähestyy nollaa. Yksi yhtälöistä, niin sanottu jatkuvuusyhtälö, saadaan soveltamalla massan säilymislakia elementtiin. Toinen yhtälö (tai kolme yhtälöä, jos ne projisoidaan koordinaattiakselille) saadaan soveltamalla momenttilakia nesteen elementtiin. Tämän lain mukaan nesteen elementin impulssin muutoksen on oltava suuruudeltaan ja suunnaltaan sama kuin elementtiin kohdistuvan voiman impulssin. Hydrodynamiikassa yleisten yhtälöiden ratkaiseminen voi olla erittäin monimutkaista. Täydelliset ratkaisut eivät aina ole mahdollisia, vaan ne voidaan saada vain rajoitetulle määrälle erikoistapauksia. Tämän vuoksi monia ongelmia on yksinkertaistettava; tämä tehdään jättämällä yhtälöistä huomiotta ne jäsenet, jotka eivät ole välttämättömiä virtausominaisuuksien määrittämiseksi tietyissä olosuhteissa. Esimerkiksi monissa tapauksissa on mahdollista kuvata todellisuudessa havaittu virtaus riittävällä tarkkuudella, jos nesteen viskositeetti jätetään huomiotta. Näin saadaan ideaalisen nesteen teoria; tätä teoriaa voidaan käyttää monien hydrodynamiikan ongelmien ratkaisemiseen. Tapauksissa, joissa liikkuva neste on erittäin viskoosi (esimerkiksi paksut öljyt), kiihtyvyys voidaan jättää huomiotta, koska virtausnopeuden muutos on merkityksetön. Tällä lähestymistavalla saadaan toinen likimääräinen ratkaisu useisiin hydrodynamiikan ongelmiin.

Ns. Bernoullin yhtälö on erityisen tärkeä ideaalisen nesteen hydrodynamiikassa. Tämän yhtälön mukaan pienen nestevirran koko pituudelta vallitsee seuraava suhde paineen p, virtausnopeuden v (nesteelle, jonka tiheys ρ) ja korkeuden z välillä vertailutasosta: p + ½ρv2 + ρgz =vakio. Tässä g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys. Tämä on hydrauliikan pääyhtälö.

Viskoosisen nesteen liikeyhtälöiden analyysi osoittaa, että geometrisesti ja mekaanisesti samankaltaisille virtauksille suure ρvl/μ = Re on oltava vakio. Tässä l on ongelmaan sopiva lineaarinen ulottuvuus (esimerkiksi virtaviivaisen kappaleen säde, putken poikkileikkaussäde), ρ on tiheys, v on nopeus ja μ on viskositeettikerroin. Suure Re itsessään on Reynoldsin luku; se määrittää viskoosiseen nesteeseen liittyvän liikkeen luonteen. Pienillä Re:n arvoilla esiintyy laminaarista virtausta. Esimerkiksi putkistoissa esiintyy laminaarista virtausta, jos Re = vcpd/v ≤ 2 300, jossa d on putken halkaisija ja v (nu) = μ/ρ. Jos Re on suuri, nesteen raidallisuus katoaa ja yksittäiset massat siirtyvät satunnaisesti; kyseessä on niin sanottu turbulenttinen virtaus.

Viskoosisten nesteiden hydrodynamiikan pääyhtälöt osoittautuvat ratkaistaviksi vain ääritapauksissa – eli joko hyvin pienellä Re:llä, joka (tavanomaisissa dimensioissa) vastaa korkeaa viskositeettia, tai hyvin suurella Re:llä, joka vastaa alhaisen viskositeetin nesteiden virtausolosuhteita. Pieniviskositeettisten nesteiden (kuten veden tai ilman) virtaukseen liittyvät ongelmat ovat erityisen tärkeitä monissa teknisissä sovelluksissa. Tässä erityistapauksessa hydrodynaamisia yhtälöitä voidaan yksinkertaistaa huomattavasti eristämällä nestekerros, joka on välittömästi sen kappaleen pinnan vieressä, jonka kanssa virtaus on kosketuksissa (ns. rajakerros) ja jonka viskositeettia ei voida jättää huomiotta. Rajakerroksen ulkopuolella nestettä voidaan käsitellä ideaalisena nesteenä. Jotta voidaan luonnehtia nesteen liikkeitä, joissa painovoimalla on ensisijainen merkitys (kuten tuulen tai ohikulkevan laivan aiheuttamat aallot veden pinnalla), otetaan käyttöön toinen dimensioton suure: Frouden luku v2/ gl = Fr.

Hydrodynamiikan käytännön sovellukset ovat erittäin monipuolisia. Hydrodynamiikkaa käytetään laivojen, lentokoneiden, putkistojen, pumppujen, hydraulisten turbiinien ja ylivuotopatojen suunnittelussa sekä merivirtojen, jokien virtausten, pohjaveden ja maanalaisten öljyesiintymien suodattumisen tutkimisessa. Hydrodynamiikan historiaa käsitellään kohdassa HYDROAEROMEKANIIKKA.

.