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大氣擴散的物理模擬(第2版)

  • 作者：宣捷//康凌|責編:林雨晨
  • 出版社：氣象
  • ISBN：9787502971670
  • 出版日期：2020/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：232
人民幣：RMB 80 元      售價：元
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內容大鋼
    本書在上編「環境流體力學基礎」中系統地介紹了與環境問題有關的流體力學的基本知識，且內容側重於與低層大氣的流動及其中污染物的傳輸與擴散過程有關的各流體力學分支。本書下編「大氣擴散的物理模擬」介紹了環境流體力學的一個前沿領域——通過在環境風洞（以及拖曳水槽、對流水槽）中進行的模型實驗來研究低層大氣的流動與擴散，並系統地討論了實驗的相似性理論基礎和技術原則。
    本書可供大氣環境、應用氣象及其他相近領域的科技工作者參考，也可作為上述專業研究生和高年級本科生的教材。
作者介紹
宣捷//康凌|責編:林雨晨
目錄
第一版前言
再版說明
上編  環境流體力學基礎
  第1章  流體運動的基本規律
    1.1  流體及其運動的描述
      1.1.1  連續介質假說
      1.1.2  流體的黏性
      1.1.3  流體的可壓縮性
      1.1.4  描述流體質點運動的拉格朗日法和歐拉法
      1.1.5  軌跡線和流線
    1.2  運動流體的應力和變形的關係
      1.2.1  速度分解定理和變形速度張量
      1.2.2  質量力、面力和應力張量
      1.2.3  本構方程——廣義牛頓公式（假說）
    1.3  流體運動的基本方程組
      1.3.1  連續性方程
      1.3.2  運動方程
      1.3.3  納維-斯托克斯方程、歐拉方程及伯努利方程
      1.3.4  能量方程
      1.3.5  狀態方程和正壓流體
      1.3.6  流體運動的基本方程組
    1.4  基本方程組的簡化
      1.4.1  無旋運動和速度勢函數
      1.4.2  二維不可壓縮流動和流函數
      1.4.3  渦量方程
      1.4.4  黏性不可壓縮流體運動
    1.5  流體運動的相似性和無量綱運動方程
      1.5.1  相似性原理和雷諾數
      1.5.2  無量綱運動方程
  第2章  環境流體運動的特點
    2.1  地球旋轉坐標系和科里奧利力
      2.1.1  地球慣性系與地球旋轉坐標系
      2.1.2  地面旋轉坐標系中的黏性不可壓縮運動方程組
      2.1.3  自由大氣和地轉風
      2.1.4  埃克曼流動
    2.2  垂直分層流體與布西內斯克近似
      2.2.1  低層大氣的垂直分層現象
      2.2.2  穩定分層流動的重力（二維）效應
      2.2.3  重力分界面波
      2.2.4  密度連續變化的重力內波
  第3章  邊界層理論基礎
    3.1  邊界層的基本概念
      3.1.1  邊界層厚度δ的估算
      3.1.2  壁面切應力τw的估算
      3.1.3  邊界層分離和尾流渦旋
    3.2  普朗特邊界層方程
    3.3  半無窮長平板層流邊界層的相似解
      3.3.1  半無窮長平板層流邊界層的相似解
      3.3.2  流函數方法的使用
      3.3.3  布勞修斯方程及其解

    3.4  邊界層的動量積分方程和能量積分方程
      3.4.1  馮·卡曼積分方程
      3.4.2  能量積分方程
  第4章  湍流理論基礎
    4.1  湍流的定義
      4.1.1  雷諾圓管實驗
      4.1.2  湍流的定義
    4.2  湍流的產生——層流穩定性理論
      4.2.1  層流穩定性理論的原則
      4.2.2  奧爾一索米菲方程
      4.2.3  伯納德熱對流和湍流產生的非線性動力學
    4.3  邊界層中層流向湍流的過渡（轉捩）
    4.4  雷諾方程
      4.4.1  物理量的平均化運算
      4.4.2  雷諾方程
      4.4.3  湍流邊界層方程
    4.5  湍流的半經驗理論
      4.5.1  布西內斯克假定
      4.5.2  普朗特的混合長假說
      4.5.3  泰勒的渦量輸運理論
      4.5.4  馮·卡曼的相似性假設
      4.5.5  光滑壁面附近的湍流運動
  第5章  平板湍流邊界層流動
    5.1  圓管湍流流動
      5.1.1  光滑圓管
      5.1.2  粗糙圓管和等效沙礫粗糙度
    5.2  水力學光滑與水力學粗糙的平板湍流邊界層
      5.2.1  光滑平板
      5.2.2  粗糙平板
    5.3  粗糙度的進一步討論
      5.3.1  粗糙長度z0與統一的內層速度對數律
      5.3.2  原點修正ε與k型、d型兩種粗糙類型
      5.3.3  等效動黏係數ve與統一的界壁律
    5.4  邊界層內湍流能量的局地平衡
      5.4.1  不可壓縮均質流體的動能方程
      5.4.2  平均運動動能方程
      5.4.3  湍流脈動運動動能方程
      5.4.4  邊界層內湍流能量的平衡
    5.5  邊界層湍流的統計特徵（實驗規律）
      5.5.1  間歇因子
      5.5.2  雷諾應力及渦黏性係數
  第6章  湍流擴散與低層大氣中的質量遷移
    6.1  被動標量的輸運與對流擴散方程
    6.2  質量濃度輸運的K模式
      6.2.1  湍流擴散參數
      6.2.2  無窮大瞬時面源（地面），無風，Kz=const
      6.2.3  無風瞬時點源的解
      6.2.4  無風連續點源的解
      6.2.5  有風瞬時點源的解
      6.2.6  連續點源、定常、平均風速及擴散係數均為常數

      6.2.7  數值解法
    6.3  連續源的高斯模式
    6.4  隨機遊走模式
    6.5  湍流擴散的統計學描述——泰勒公式
    6.6  湍流的相關尺度和功率與擴散的關係
    6.7  湍流擴散的單粒子問題和雙粒子問題
      6.7.1  單粒子問題
      6.7.2  雙粒子問題
    6.8  固體微粒在低層大氣中的遷移與擴散
      6.8.1  圓球繞流問題
      6.8.2  重力沉降問題
      6.8.3  低層大氣中微粒運動的一般特徵
下編  大氣擴散的物理模擬
  第7章  量綱與相似性原理
    7.1  自然現象的研究與量綱方法
    7.2  相似性理論
      7.2.1  相似性及相似變換
      7.2.2  齊次函數與絕對相似
      7.2.3  條件相似與自由度
      7.2.4  現象相似性的充分必要條件
    7.3  量綱分析與π定理
      7.3.1  基本量和導出量、量綱
      7.3.2  π定理
    7.4  丌定理的應用
      7.4.1  溢洪道流量問題
      7.4.2  單擺振動周期問題
      7.4.3  流體在管道中的流動
      7.4.4  物體在流體中的運動
  第8章  低層大氣流動的物理模擬
    8.1  大氣邊界層流動的物理模擬
      8.1.1  大氣邊界層流動的無量綱參數
      8.1.2  模擬大氣邊界層流動的限制
    8.2  大氣邊界層流動的部分模擬
      8.2.1  無量綱相似參數各論
      8.2.2  邊界條件的相似模擬
      8.2.3  風場的相似性的檢驗
  第9章  質量傳輸與擴散的物理模擬
    9.1  同比法和模擬源條件的無量綱相似參數
      9.1.1  同比法
      9.1.2  模擬源條件的無量綱相似參數
    9.2  煙羽運動的部分模擬
      9.2.1  源條件的部分模擬
      9.2.2  無浮力煙羽
      9.2.3  浮力煙羽
    9.3  大氣對流邊界層中煙羽擴散的模擬
      9.3.1  大氣對流邊界層流動的主要特徵
      9.3.2  大氣對流邊界層流動的模擬參數
      9.3.3  大氣對流邊界層中煙羽擴散的模擬
    9.4  幾何相似性的放寬、濃度測量結果的換算及擴散參數的估算
      9.4.1  幾何相似性的放寬

      9.4.2  濃度測量結果換算成大氣現場數值
      9.4.3  擴散參數的估算方法
    9.5  低層大氣中固體微粒運動的模擬
      9.5.1  固體粒子的風致運動與環境保護
      9.5.2  沙、雪粒運動的模擬與弗勞德數困難
      9.5.3  塵埃運動的物理模擬
      9.5.4  風障（防風林）的物理模擬與孔徑雷諾數
    9.6  重氣體擴散的模擬
      9.6.1  重氣體在低層大氣中的擴散
      9.6.2  重氣體擴散的模擬參數
  第10章  模擬實驗的設備與技術
    10.1  環境風洞與低層大氣的流動和擴散
      10.1.1  環境風洞
      10.1.2  邊界層厚度的增長及風洞實驗段
      10.1.3  徑向壓力梯度為零條件與實驗段頂板的調節
      10.1.4  非中性大氣湍流邊界層的模擬
      10.1.5  風洞流動的直觀顯示
    10.2  拖曳水槽與穩定大氣邊界層流動
      10.2.1  分層流拖曳水槽
      10.2.2  水槽實驗中流動及擴散的直觀顯示
    10.3  對流水槽
    10.4  物理量（速度、溫度及示蹤物濃度）的測量
      10.4.1  取樣平均時段T及取樣頻率fs
      10.4.2  速度的測量與熱線風速計
      10.4.3  濃度的測量和碳氫分析儀
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