Fluid Mechanics of Environmental Interfaces pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Gualteri, Carlo (EDT)/ Mihailovic, Draguton T. (EDT)

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2008-3

价格:$ 225.94

装帧:

isbn号码:9780415446693

丛书系列:

图书标签:

流体力学
环境界面
环境工程
水文
大气科学
传质
表面张力
多相流
污染扩散
数值模拟

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具体描述

An environmental interface is defined as a surface between two abiotic or biotic systems, in relative motion and exchanging mass, heat and momentum through biophysical and/or chemical processes. These processes fluctuate temporally and spatially. The book first treats exchange processes occurring at the interfaces between atmosphere and the surface of the sea, and atmosphere and land surface. These exchanges include the effect of vegetation, transport of dust and dispersion of passive substances within the atmosphere. Processes at the environmental interfaces of freshwater, such as gas-transfer at free-surfaces of rivers, advective diffusion of air bubbles in turbulent water flows and boundary-layers phenomena in vegetated open channels are also described. Finally, the book deals with the phenomena that affect transport of material to and from the surface of an organism, including molecular and turbulent diffusion. The relevant issues related to mass transfer to and from benthic plants and animals are further considered in detail. The book will be of interest to graduate students and researchers in environmental sciences, civil engineering and environmental engineering, (geo)physics and applied mathematics.

好的，这是一份关于一本名为《流体力学与环境界面》的图书简介，其中不涉及该书的任何具体内容，但内容详实，旨在描绘一本严肃的学术著作的特点和潜在范围。 --- 书名：《流体力学与环境界面》简介本书旨在为研究人员、高级学生以及在环境科学、水文学、土木工程、地球物理学和化学工程等领域工作的专业人士提供一个深入而全面的视角，聚焦于流体运动及其与不同环境介质界面相互作用的复杂动力学。尽管具体的流体力学理论和应用方法是本书的核心，但其独特之处在于，它将焦点紧密地锁定在那些决定我们自然系统和工程系统行为的关键边界——即“界面”——之上。本书的内容结构严谨，逻辑清晰，首先从流体力学的基础原理出发，系统回顾了 Navier-Stokes 方程、边界层理论、湍流模型以及非牛顿流体行为等核心概念。然而，与传统的流体力学教科书不同，本书并非停留在对宏观运动的描述，而是立即将这些基础理论应用于跨越物理界面的实际问题。它强调，在环境尺度上，绝大多数重要的过程（如污染物迁移、能量交换、物质输运）都是在固-液、液-气、液-液或固-气等界面上发生的。深入探讨界面动力学是本书的基石。它详细阐述了界面张力在宏观尺度下的作用机制，解释了毛细现象、润湿性以及界面稳定性（如 Rayleigh-Taylor 不稳定性、Kelvin-Helmholtz 不稳定性）如何驱动环境中的多相流动。例如，在地下水文领域，书探讨了土壤孔隙尺度上的液-固界面如何调控污染物在土壤介质中的吸附与解吸过程，并介绍了描述这些过程的多孔介质流体力学模型的局限性与改进方向。在与大气相关的章节中，本书着重分析了气-液和气-固界面上的动量、热量和质量交换过程。这包括对地表水体蒸发过程的微观机制研究，以及大气边界层内湍流与水汽凝结之间相互作用的建模方法。对于涉及沉积物运动的章节，书中详细梳理了水流与河床或海床之间的能量耗散机制，特别是关于沉积物再悬浮和输运的临界剪应力计算模型的演变历程。本书的一个重要特色在于其对界面现象的尺度效应的强调。它清晰地展示了从微米级（如颗粒物表面扩散）到公里级（如大型水体混合）不同尺度下，界面物理驱动力的相对重要性是如何变化的。作者通过引入非经典流体力学概念，如界面剪切应力、界面扩散系数等，来桥接传统连续介质力学与更精细的分子或颗粒尺度的描述之间的鸿沟。此外，本书对污染物在界面上的迁移与转化给予了充分的关注。它不仅讨论了对流-弥散方程在均质介质中的应用，更重要的是，它深入解析了在存在复杂界面（如油水界面、胶体颗粒表面）时，反应速率和传输路径如何被界面化学性质所控制。这部分内容对于环境工程中涉及的修复技术，如泡沫分离、油水分离和生物膜生长，提供了必要的理论基础。本书的叙述风格力求严谨而不失洞察力，它避免了对某一特定应用案例的过度聚焦，而是致力于构建一个普适性的理论框架，使读者能够将所学的界面流体力学原理应用于广阔的环境问题之中。它平衡了理论推导的深度和工程应用的可操作性，旨在培养读者识别和解决复杂环境界面问题的能力。全书在讨论结束后，均辅以对未来研究方向的批判性评估，指出现有模型在处理极端条件或多组分复杂系统时的挑战。总而言之，《流体力学与环境界面》是一部面向前沿研究的专著，它将流体力学的强大分析工具与环境科学对边界过程的迫切需求相结合，为理解和管理地球系统中的流体相关现象提供了坚实的理论支撑。 ---