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第1章 绪论 1

1.1 环境流体力学的研究对象、主要任务及目标 1

1.2 浓度、稀释度、密度与密度分层水体 3

1.2.1 浓度与水域中的污染物 3

1.2.2 稀释度、密度与密度分层水体 5

1.3 物质在水体内迁移的主要方式 7

1.4 环境流体力学的主要研究及应用领域 9

1.4.1 河流水体环境领域中的应用 9

1.4.2 海洋水体环境领域中的应用 10

1.4.3 湖泊、水库水体环境领域中的应用 11

1.4.4 其它环境领域中的应用 11

第2章 流体运动的基本概念和基本方程 13

2.1 概述 13

2.2 流体运动的基本概念 13

2.2.1 连续介质假设 14

2.2.2 流体的性质及分类 14

2.2.3 描述流体运动的两种方法 16

2.2.4 流线与迹线 18

2.2.5 流体运动的分类 19

2.2.6 水流运动的几个基本概念 20

2.3 流体运动的基本方程 22

2.3.1 连续性方程 23

2.3.2 运动方程 24

2.3.3 能量方程 27

第3章 分子扩散 31

3.1 概述 31

3.2 分子扩散的费克定律及扩散方程 32

3.2.1 费克第一定律 33

3.2.2 费克第二定律 33

3.3 瞬时平面源的一维扩散 35

3.3.1 扩散方程求解 36

3.3.2 浓度分布特性 39

3.4 瞬时点源在二维和三维空间的扩散 42

3.5 瞬时分布源的扩散 44

3.6 时间连续源的扩散 47

3.6.1 时间连续点源的一维扩散 48

3.6.2 时间连续点源的三维扩散 51

3.7 有边界反射的扩散 52

3.7.1 固体边界的反射 53

3.7.2 大气中扩散的逆温层反射 56

习题3 62

第4章 紊动扩散 65

4.1 概述 65

4.2 层流中的紊动扩散 65

4.3 均匀紊流中的扩散 67

4.3.1 均匀紊流中瞬时源扩散的浓度分布 68

4.3.2 均匀紊流中连续源扩散的浓度分布 69

习题4 71

第5章 剪切流的离散 73

5.1 概述 73

5.2 一维纵向移流离散方程 73

5.3 圆管流动中的离散 77

5.3.1 圆管层流中的离散 77

5.3.2 圆管紊流中的离散 80

5.4 二维明槽流中的离散 81

习题5 84

第6章 污染物质在河流中的扩散与混合 86

6.1 概述 86

6.2 河流中混合的几个阶段 86

6.3 河流中的紊动扩散 87

6.3.1 垂向扩散系数 87

6.3.2 横向扩散系数 88

6.3.3 纵向扩散系数 88

6.4 污染带计算 89

6.4.1 污染带浓度分布 89

6.4.2 污染带宽度的确定 92

6.4.3 达到全断面均匀混合的距离 93

6.5 河流中的纵向离散 97

6.5.1 用断面流速分布资料推算 98

6.5.2 用经验公式估算 101

6.5.3 用现场浓度观测资料计算 102

习题6 103

第7章 射流、浮力羽流和浮射流 105

7.1 概述 105

7.1.1 射流的类型 105

7.1.2 紊动射流的特性 106

7.1.3 射流问题的分析途径 112

7.2 等密度自由紊动射流 113

7.2.1 平面自由紊动射流的动量积分解 113

7.2.2 圆形断面自由紊动射流的动量积分解 119

7.3 浮力羽流 126

7.4 自由紊动浮射流 134

7.5 横流中的紊动射流 144

7.5.1 垂直向上射入横流中的等密度圆形断面紊动射流 144

7.5.2 垂直向上射入横流中的浮射流 146

7.5.3 关于烟囱喷流扩散的补充 147

习题7 150

第8章 分层流 151

8.1 概述 151

8.2 静止流体的分层与稳定 152

8.2.1 湖泊、水库和海洋中水体的分层 152

8.2.2 大气的分层 154

8.2.3 大气的平衡 154

8.3 明槽中的二层异重流 156

8.4 分层水域的泄流——选择取水问题 158

8.4.1 堵塞现象 158

8.4.2 在二层水域中取下层水 159

习题8 161