第1章 绪论 1
1.1环境流体力学的重要性 1
1.2环境流体力学的研究内容及方法 7
1.3环境流体力学的一些基本概念 8
1.4环境流体力学发展概况 10
1.5本书后续章节计划安排 11
复习思考题 13
参考文献 13
第2章 相关高等数学知识 14
2.1基本微积分 14
2.2高斯定理及速度的散度和旋度 18
2.3张量基础 21
2.4微分方程基础 27
2.5常用特殊函数 33
2.6偏微分方程基础 36
2.7 MATLAB快速入门 40
2.8常用非线性方程求解法 54
复习思考题 59
参考文献 60
第3章 相似原理和量纲分析 61
3.1量纲及量纲和谐原理 61
3.2相似原理、相似准则及模型试验 62
3.3量纲分析 65
3.4基本方程的无量纲化 68
3.5应用量纲分析法解偏微分方程 69
复习思考题 71
参考文献 71
第4章 环境流体力学基本方程 72
4.1物质导数/随体导数 72
4.2雷诺运输方程 73
4.3连续方程/质量守恒方程 75
4.4动量方程 75
4.5能量方程 78
4.6标量传质方程 82
4.7饱和及非饱和区地下水的运动、质量守恒及传质方程 84
复习思考题 88
参考文献 88
第5章 湍流基础 89
5.1湍流基本特征 89
5.2层流向湍流的转变 91
5.3湍流研究的一些基本方法、假设及结论 94
5.4两类基本湍流的均流及脉动速度特性 97
5.5雷诺分解及雷诺平均方程 102
5.6基于雷诺平均方程的湍流模型概要 107
5.7湍流标准k-ε模型 108
复习思考题 113
参考文献 114
第6章 具解析解的污染物迁移模型 115
6.1污染物在环境流体中迁移的物理过程 115
6.2剪切流的离散或弥散 117
6.3几种具解析解的一维模型 121
6.4几种具解析解的二维及三维模型 132
6.5根据解析解及实验数据确定扩散系数的方法 135
6.6一维河流水质模型简介 145
6.7二维河流的污染物中心及岸边释放模型 155
复习思考题 159
参考文献 160
第7章 计算流体力学基础 161
7.1数值模拟的必要性、可能性及其局限性 161
7.2数值模拟的一些基本概念 162
7.3数值模拟的基本步骤 164
7.4基本的离散化方法 175
7.5有限体积法简介 187
7.6非恒定问题的解法 193
7.7 RANS的数值计算解法 201
复习思考题 208
参考文献 209
第8章 重力流研究专题 210
8.1重力流概述 210
8.2重力流RANS模型方程 213
8.3重力流数值模拟和实验的对比研究 217
8.4三维弯曲河道中保守污染物的随流搬运特征 228
8.5重力流深度平均模型简介 239
8.6有关重力流的重要无量纲数 247
8.7三维海底峡谷中浊流流动及其沉积研究简介 252
复习思考题 263
参考文献 263