透平機械氣體動力學(gasdynamicsinturbomachinery)流體動力學的分支之一，主要研究透平機械中的氣體運動和運動著的氣體與透平機械相互作用。透平機械內部有相間排列的動輪和靜輪，有功的輸出或輸入，氣體流道形狀復雜。因此，研究這類氣體運動時必須考慮：動輪與靜輪內的相對流動和絕對流動，以及它們之間的相互關聯、轉換和銜接；主流和邊界層的相互干涉，包括跨音速工況中激波和邊界層的相互干涉；透平機械特有的邊界條件，例如周期性條件等。|MechNet|更多知識，請登陸中國機械專家網，http://www.mechnet.com.cn/

通常采用柱坐標系(R、Q、Z)來描述透平機械內部的氣體流場，也就是把速度、壓力、密度和溫度等參數視為R、Q、Z和時間T的函數。若將坐標系與動輪固結在一起，坐標系上所觀察到的就是工質相對于動輪的運動，這種坐標系稱為相對坐標系。若將坐標系與地面相固結，則稱為絕對坐標系。這兩種坐標系可以相互轉換。|MechNet|更多知識，請登陸中國機械專家網，http://www.mechnet.com.cn/

在透平機械內部，氣體的實際流動非常復雜，具有三維和非定常的性質，且工質本身又是粘性的可壓縮實際氣體。描述這種流動的方程有連續方程、粘性可壓縮氣體的運動方程、能量方程和實際氣體的狀態方程等。要準確地求解這類具有4個自變量的非線性偏微分方程組的初步近似值的問題，在數學上尚存在困難。為此，必須設法對問題進行合理簡化。

20世紀以前，透平機械中的氣體流動是按照一維流動理論設計計算的。1839年，A.J.C.B.de圣維南和L.萬策爾第一次導出噴管中可壓縮氣體的一維等熵流動方程。1894年，瑞典工程師C.G.P.de拉瓦爾取得了收縮-擴張噴管(后稱拉瓦爾噴管)的專利，并將它用于汽輪機。二維流動理論產生于1920年。最初是按孤立機翼理論來設計軸流式壓氣機(即壓縮機)葉片，后來又修正了相鄰葉片的影響。為提高透平機械性能，20世紀初開始發展平面葉柵模型。到20世紀中葉，已能計算具有任意形狀型線葉柵中的位勢流動，以及按合理規定的表面壓力分布來確定葉片形狀。

假設氣體在無葉間隙中作軸對稱定常流動，氣體的徑向分速為零，則可把透平機械中的三維流場人為地分解成無葉間隙中流動參數沿徑向的變化和圓柱面內的二維流動。但這種假設具有明顯的近似性質，對于輪轂比小、通道子午擴張角大的透平機械尤為如此。為了使流動模型更接近實際，必須發展透平機械的三維流動理論。