《大氣湍流基礎(chǔ)》系統(tǒng)論述了大氣湍流的基本理論及其研究方法,并盡可能反映該領(lǐng)域最新的科學(xué)研究成果.全書分為八章,內(nèi)容包括:大氣湍流概論、大氣湍流基本控制方程、大氣湍流運(yùn)動(dòng)、湍流統(tǒng)計(jì)描述、近地面層相似性理論、近地面層大氣湍流及地表參數(shù)、大氣湍流觀測(cè)法與數(shù)據(jù)處理、非定常大氣湍流及其分析方法.大氣湍流及其運(yùn)動(dòng)與大氣科學(xué)各部分聯(lián)系密切,本書既考慮了大氣物理學(xué)的有關(guān)知識(shí),也兼顧了大氣環(huán)境學(xué)科的需要.
《大氣湍流基礎(chǔ)》可為大氣科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的科研和業(yè)務(wù)工作以及高等院校大氣物理學(xué)與大氣環(huán)境專業(yè)研究生的學(xué)習(xí)提供參考,也可供高年級(jí)本科生及相關(guān)專業(yè),如環(huán)境保護(hù)、地理、農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及風(fēng)能和核能利用等工程學(xué)科的工作者參考。
《大氣湍流基礎(chǔ)》是作者根據(jù)自己多年來(lái)從事大氣湍流方面的教學(xué)與研究工作的積累精心編寫而成的,是其教學(xué)和科研的結(jié)晶。該書注重理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,所引入的方法既獨(dú)特又新穎性,具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和參考價(jià)值,是國(guó)內(nèi)有代表性的專著。
張宏昇,北京大學(xué)物理學(xué)院教授。
第一章 大氣湍流概論
1.1 湍流現(xiàn)象與雷諾實(shí)驗(yàn)
1.2 大氣湍流的基本特征
1.3 大氣湍流的產(chǎn)生和維持
1.4 大氣湍流的研究
2.1 雷諾平均
2.1.1 平均量與平均法則
2.1.2 雷諾平均
2.2 湍流宏觀統(tǒng)計(jì)參數(shù)
2.2.1 方差與湍流強(qiáng)度
2.2.2 協(xié)方差
2.2.3 湍流動(dòng)能
2.2.4 相關(guān)函數(shù)與相關(guān)系數(shù)
2.3 大氣運(yùn)動(dòng)方程組
2.3.1 氣體狀態(tài)方程
第一章 大氣湍流概論
1.1 湍流現(xiàn)象與雷諾實(shí)驗(yàn)
1.2 大氣湍流的基本特征
1.3 大氣湍流的產(chǎn)生和維持
1.4 大氣湍流的研究
第二章 大氣湍流基本控制方程
2.1 雷諾平均
2.1.1 平均量與平均法則
2.1.2 雷諾平均
2.2 湍流宏觀統(tǒng)計(jì)參數(shù)
2.2.1 方差與湍流強(qiáng)度
2.2.2 協(xié)方差
2.2.3 湍流動(dòng)能
2.2.4 相關(guān)函數(shù)與相關(guān)系數(shù)
2.3 大氣運(yùn)動(dòng)方程組
2.3.1 氣體狀態(tài)方程
2.3.2 連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒方程)
2.3.3 動(dòng)量守恒方程
2.3.4 熱量守恒方程
2.3.5 水汽守恒方程
2.3.6 物質(zhì)屬性守恒方程
2.4 雷諾平均方程
2.4.1 平均狀態(tài)方程
2.4.2 平均連續(xù)性方程
2.4.3 平均動(dòng)量方程
2.4.4 平均熱量方程
2.4.5 平均水汽方程
2.4.6 平均物質(zhì)屬性方程
2.4.7 雷諾平均方程組
2.5 湍流動(dòng)能守恒方程
2.6 平均運(yùn)動(dòng)動(dòng)能方程
2.7 Boussinesq近似
2.8 湍流閉合技術(shù)
2.8.1 零階閉合
2.8.2 半階閉合
2.8.3 局地一階閉合
2.8.4 高階閉合
第三章 大氣湍流運(yùn)動(dòng)
3.1 大氣湍流的平穩(wěn)性、均勻性、各向同性和各態(tài)歷經(jīng)性
3.1.1 隨機(jī)過(guò)程與平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程
3.1.2 大氣湍流的平穩(wěn)性和均勻性
3.1.3 大氣湍流的各態(tài)歷經(jīng)性
3.1 4 大氣湍流的各向同性
3.2 泰勒"冰凍"假設(shè)
3.3 科爾莫戈羅夫的局地均勻各向同性湍流理論與湍流動(dòng)能的串級(jí)輸送
3.4 湍流混合長(zhǎng)理論
3.5 大氣湍流的穩(wěn)定性判據(jù)
第四章 大氣湍流統(tǒng)計(jì)描述
4.1 概率密度函數(shù)與特征函數(shù)
4.2 湍流尺度(積分尺度和微尺度)
4.3 時(shí)間序列的湍流能譜
4.4 湍流協(xié)方差和湍流通量的定義
4.5 湍流通量的確定
4.5.1 通量方差法
4.5.2 渦旋累積法
4.5.3 松弛渦旋累積法
4.5.4 分離的渦動(dòng)相關(guān)法
4.6 斜坡結(jié)構(gòu)
第五章 近地面層相似性理論
5.1 近地面層的定義和性質(zhì)
5.1.1 近地面層的定義和特性
5.1.2 近地面層的厚度
5.1.3 非定常性對(duì)常通量近似的影響
5.2 莫寧奧布霍夫相似性理論
5.2.1 莫寧奧布霍夫相似性條件
5.2. 2奧布霍夫長(zhǎng)度
5.2.3 莫寧奧布霍夫相似性理論
5.3 近地面層通量廓線關(guān)系
5.3.1 近地面層通量廓線關(guān)系
5.3.2 近地面層通量廓線關(guān)系普適函數(shù)的確定
5.3.3 近地面層近中性層結(jié)下的通量廓線關(guān)系
5.3.4 von Karman常數(shù)κ
5.3.5 利用非中性層結(jié)資料確定von Karman常數(shù)κ
5.3.6 通量廓線關(guān)系普適函數(shù)確定的實(shí)例
5.4 空氣動(dòng)力學(xué)法計(jì)算湍流通量
5.5 湍流交換系數(shù)
5.6 Bowen 比
5.7 逆梯度輸送與湍流通量
第六章 近地面層大氣湍流與地表參數(shù)
6.1 近地面層大氣湍流統(tǒng)計(jì)特征
6.2 近地面層大氣湍流能譜特征
6.3 近地面層空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)--零值位移d
6.3.1 零值位移d的定義
6.3.2 零值位移d確定的傳統(tǒng)方法
6.3.3 零值位移d確定的溫度方差法
6.4 近地面層空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)--地表粗糙度z
6.4.1 地表粗糙度z0的定義和確定
6.4.2 地表粗糙度z0確定的湍流方法
第七章 大氣湍流觀測(cè)法與數(shù)據(jù)處理
7.1 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)
7.1.1 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)的誤差
7.1.2 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)過(guò)高效應(yīng)的數(shù)值分析
7.1.3 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)DP誤差的修正
7.2 超聲風(fēng)溫儀測(cè)風(fēng)
7.3 超聲風(fēng)溫儀測(cè)溫
7.4 湍流數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
7.4.1 湍流數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波
7.4.2 湍流數(shù)據(jù)的野點(diǎn)剔除
7.4.3 湍流數(shù)據(jù)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)(傾斜修正)
7.4.4 湍流數(shù)據(jù)的趨勢(shì)項(xiàng)剔除
7.4.5 湍流譜的高頻段修正
7.4.6 湍流譜的低頻段修正
7.4.7 WPL修正
7.4 8 平流修正
7.5 湍流數(shù)據(jù)的插補(bǔ)
第八 章非定常大氣湍流及其分析方法
8.1 小波分析
8.2 偽小波分析
8.3 偽小波變換與大氣相干結(jié)構(gòu)
8.4 希爾伯特黃變換
8.5 希爾伯特黃變換在大氣湍流中的應(yīng)用
8.6 希爾伯特黃變換在大氣邊界層中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)