高等院校物理学教材—大气湍流

本书是作者多年来从事“大气湍流”研究生教学课程的结晶。共分十章，叙述简洁，既介绍传统的统计方法，更着重介绍近代对湍流新认识的科学概念和工具，如混沌、分形和标度律、孤波、子波、螺旋度、异常扩散、Euler示性数等，以从不同的角度共同认识物理学中最复杂的湍流现象。本书强调大气湍流应是内在*性和有序结构两者的统一；从大气湍流方程组中既可以得到描述内在*性——混沌的方程，也可以得到描述大气三维螺旋结构的方程。读者应侧重了解对大气湍流认识的*概念和科学思想。通过阅读本书，可起到对湍流深入研究的引导作用。
本书可作为研究生教学参考书，也可供对湍流有兴趣的读者参考。

第一章 湍流是什么
　§1 Reynold实验
　§2 混沌
　§3 大气湍流的特点
　§4 湍流的本质——非线性
　§5 确定性还是随机性
　§6 研究湍流的方法
　§7 解释湍流发生问题的困难
　§8 湍流的自由度
第二章 大气湍流方程组
　§1 大气运动方程组
　§2 分层流的大气运动
　§3 大气运动方程组无因次形式
　§4 五个参数的物理意义
　§5 描述大气对流和湍流的简单模型
　§6 描述热对流三维螺旋结构的简化模型
　§7 Reynold平均运动方程及其应用
　§8 湍流动能、位温方差方程 黏性耗散
第三章 湍流的统计描述
　§1 各向同性和各态历经
　§2 概率密度
　§3 偏斜度和陡峭度
　§4 特征函数、Levy分布
　§5 自相关函数和功率谱
　§6 自组织临界性和l／f噪声
　§7 分数维布朗运动
　§8 尺度和分数维
第四章 湍流的Kolmogorov理论及标度不变性
　§1 Kolmogorov思想
　§2 2阶结构函数的“2／3次方”定律
　§3 3阶结构函数S3（r）的“一4／5”定律
　§4 速度差的概率密度分布p（Av（r））
　§5 能谱的“-5／3次方”定律
　§6 Richardson扩散的“3次方”定律
　§7 q阶结构函数的标度指数
　§8 多分形
　§9 间歇湍流的B模型
　§10 She湍流模型
　§11 声模型
　§12 N—S方程中的标度不变性
　§13 壳模型
第五章 孤波、子波和湍流
　§1 三者的关系
　§2 速度场的奇点
　§3 同（异）宿轨道
　§4 重要的非线性演化方程的物理
　§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 湍流运动的结构
　§1 湍流是有结构的
　§2 湍流涡管
　§3 湍流产生的机理
　§4 螺旋度
　§5 大气涡旋场的拓扑结构
第七章 与湍流和大气运动有关的拓扑
　§1 Euler示性数
　§2 由风创立的涡旋
　§3 奇点的指数
　§4 Euler示性数和奇点的指数的关系
　§5 环绕数、扭曲数、盘绕数
　§6 奇怪吸弓J子
第八章 湍流的分析工具——子波变换
　§1 子波变换是显微镜
　§2 子波变换的尺度自相似性
　§3 子波变换解出t。处信号的突变性
　§4 湍流序列的分解
　§5 二维建筑块
　§6 傅里叶变换研究湍流的缺陷
　§7 子波变换的模最大值方法
　§8 多尺度系统的映射关系
　§9 从子波变换建立映射
第九章 近地面层大气湍流
　§1 近地面层的基本特点
　§2 Ⅱ定理和通量廓线关系
　§3 湍流动能平衡方程的无因次形式
　§4 湍流交换系数和％的关系
　§5 Keyps方程
　§6 湍流的发生判据
　§7 ow／u和z／L的关系
　§8 能谱和结构函数
　§9 大气边界层的湍流结构
第十章 大气扩散
　§1 扩散是湍流的表现
　§2 大气扩散方程的解
　§3 湍流边界层中的扩散
　§4 异常扩散
　§5 分数FPK方程