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上编 环境流体力学基础 3

第一章 流体运动的基本规律 3

1.1 流体及其运动的描述 3

1.2 运动流体的应力和变形的关系 10

1.3 流体运动的基本方程组 16

1.4 基本方程组的简化 25

1.5 流体运动的相似性和无量纲运动方程 32

第二章 环境流体运动的特点 37

2.1 地球旋转坐标系和科里奥利(Coriolis)力 37

2.2 垂直分层流体与布西内斯克(Boussinesq)近似 46

第三章 边界层理论基础 63

3.1 边界层的基本概念 63

3.2 普朗特(Prandtl)边界层方程 67

3.3 半无穷长平板层流边界层的相似解 70

3.4 边界层的动量积分方程和能量积分方程 75

第四章 湍流理论基础 81

4.1 湍流的定义 81

4.2 湍流的产生 层流稳定性理论 83

4.3 边界层中层流向湍流的过渡(转捩) 89

4.4 雷诺(Reynolds)方程 91

4.5 湍流的半经验理论 96

第五章 平板湍流边界层流动 105

5.1 圆管湍流流动 106

5.2 水力学光滑与水力学粗糙的平板湍流边界层 115

5.3 粗糙度的进一步讨论 121

5.4 边界层内湍流能量的局地平衡 126

5.5 边界层湍流的统计特征(实验规律) 134

6.1 被动标量的输运与对流扩散方程 139

第六章 湍流扩散与低层大气中的质量迁移 139

6.2 质量浓度输运的K模式 141

6.3 连续源的高斯(Gauss)模式 144

6.4 随机游走模式 148

6.5 湍流扩散的统计学描述--泰勒(Taylor)公式 149

6.6 湍流的相关尺度和功率谱与扩散的关系 152

6.7 湍流扩散的单粒子问题和双粒子问题 157

6.8 固体微粒在低层大气中的迁移与扩散 163

下编 大气扩散的物理模拟 179

第七章 量纲与相似性原理 179

7.1 自然现象的研究与量纲方法 179

7.2 相似性理论 181

7.3 量纲分析与π定理 186

7.4 π定理的应用 189

8.1 大气边界层流动的物理模拟 193

第八章 低层大气流动的物理模拟 193

8.2 大气边界层流动的部分模拟 197

第九章 质量传输与扩散的物理模拟 207

9.1 同比法和模拟源条件的无量纲相似参数 207

9.2 烟羽运动的部分模拟 209

9.3 大气对流边界层中烟羽扩散的模拟 211

9.4 几何相似性的放宽与浓度测量结果的换算 214

9.5 低层大气中固体微粒运动的模拟 216

9.6 重 气体扩散的模拟 221

第十章 模拟实验的设备与技术 225

10.1 环境风洞与低层大气的流动和扩散 226

10.2 拖曳水槽与稳定大气边界层流动 230

10.3 对流水槽 234

10.4 物理量(速度、温度及示踪物浓度)的测量 235

参考文献 240