大氣湍流

內(nèi)容概要

本書是作者多年來從事“大氣湍流”研究生教學(xué)課程的結(jié)晶。共分十章，敘述簡潔，既介紹傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法，更著重介紹近代對湍流新認識的科學(xué)概念和工具，如混沌、分形和標度律、孤波、子波、螺旋度、異常擴散、Euler示性數(shù)等，以從不同的角度共同認識物理學(xué)中最復(fù)雜的湍流現(xiàn)象。本書強調(diào)大氣湍流應(yīng)是內(nèi)在隨機性和有序結(jié)構(gòu)兩者的統(tǒng)一；從大氣湍流方程組中既可以得到描述內(nèi)在隨機性——混沌的方程，也可以得到描述大氣三維螺旋結(jié)構(gòu)的方程。讀者應(yīng)側(cè)重了解對大氣湍流認識的最新概念和科學(xué)思想。通過閱讀本書，可起到對湍流深入研究的引導(dǎo)作用。    本書可作為研究生教學(xué)參考書，也可供對湍流有興趣的讀者參考。

書籍目錄

第一章  湍流是什么　§1  Reynold實驗　§2  混沌　§3  大氣湍流的特點　§4  湍流的本質(zhì)——非線性　§5  確定性還是隨機性　§6  研究湍流的方法　§7  解釋湍流發(fā)生問題的困難　§8  湍流的自由度第二章  大氣湍流方程組　§1  大氣運動方程組　§2  分層流的大氣運動　§3  大氣運動方程組無因次形式　§4  五個參數(shù)的物理意義　§5  描述大氣對流和湍流的簡單模型　§6  描述熱對流三維螺旋結(jié)構(gòu)的簡化模型　§7  Reynold平均運動方程及其應(yīng)用　§8  湍流動能、位溫方差方程  黏性耗散第三章  湍流的統(tǒng)計描述　§1  各向同性和各態(tài)歷經(jīng)　§2  概率密度　§3  偏斜度和陡峭度　§4  特征函數(shù)、Levy分布　§5  自相關(guān)函數(shù)和功率譜　§6  自組織臨界性和l／f噪聲  　§7  分數(shù)維布朗運動　§8  尺度和分數(shù)維第四章  湍流的Kolmogorov理論及標度不變性　§1  Kolmogorov思想　§2  2階結(jié)構(gòu)函數(shù)的“2／3次方”定律　§3  3階結(jié)構(gòu)函數(shù)S3（r）的“一4／5”定律　§4  速度差的概率密度分布p（Av（r））　§5  能譜的“-5／3次方”定律　§6  Richardson擴散的“3次方”定律　§7  q階結(jié)構(gòu)函數(shù)的標度指數(shù)　§8  多分形　§9  間歇湍流的B模型  　§10  She湍流模型　§11  聲模型　§12  N—S方程中的標度不變性　§13  殼模型第五章  孤波、子波和湍流　§1  三者的關(guān)系　§2  速度場的奇點　§3  同（異）宿軌道　§4  重要的非線性演化方程的物理　§5 演化方程的孤立波解　§6  子波是孤波　§7  孤波和湍流第六章  湍流運動的結(jié)構(gòu)　§1  湍流是有結(jié)構(gòu)的　§2  湍流渦管　§3  湍流產(chǎn)生的機理　§4  螺旋度　§5  大氣渦旋場的拓撲結(jié)構(gòu)第七章  與湍流和大氣運動有關(guān)的拓撲　§1  Euler示性數(shù)　§2  由風(fēng)創(chuàng)立的渦旋　§3  奇點的指數(shù)　§4  Euler示性數(shù)和奇點的指數(shù)的關(guān)系  　§5  環(huán)繞數(shù)、扭曲數(shù)、盤繞數(shù)　§6  奇怪吸弓J子第八章  湍流的分析工具——子波變換　§1  子波變換是顯微鏡　§2  子波變換的尺度自相似性　§3  子波變換解出t。處信號的突變性　§4  湍流序列的分解　§5  二維建筑塊　§6  傅里葉變換研究湍流的缺陷　§7  子波變換的模最大值方法　§8  多尺度系統(tǒng)的映射關(guān)系　§9  從子波變換建立映射第九章  近地面層大氣湍流　§1  近地面層的基本特點　§2  Ⅱ定理和通量廓線關(guān)系　§3  湍流動能平衡方程的無因次形式　§4  湍流交換系數(shù)和％的關(guān)系　§5  Keyps方程　§6  湍流的發(fā)生判據(jù)　§7  ow／u和z／L的關(guān)系　§8  能譜和結(jié)構(gòu)函數(shù)　§9  大氣邊界層的湍流結(jié)構(gòu)第十章  大氣擴散　§1  擴散是湍流的表現(xiàn)　§2  大氣擴散方程的解　§3  湍流邊界層中的擴散　§4  異常擴散　§5  分數(shù)FPK方程

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