內容介紹
內容提要本書較系統地介紹了與環境問題有關的流體力學基本知識。全書共分
八章。第一章為流體運動的基本概念和基本方程。第二、三章為紊流（湍流）
基礎，包括紊動的發生、紊流的描述、紊流的基本方程和紊流模型。第四至第
八章依次為擴散理論，剪下流中的離散，射流、浮力羽流和浮射流，分層流，
及地下水中的彌散，既有基本理論，也注意介紹在地表水、大氣和地下水污
染分析中的套用。
本書可作為環境工程、水利工程或其他有關專業的研究生課和大學高
年級學生選修課的教材或參考書，也可作為與環境有關專業的科研、教學、
工程技術人員的參考用書。
作者介紹
余常昭 原籍廣東順德，1921年6月出生。1947年畢業於清華大學土木工程
系後留校任教，現為水利水電工程系教授，
水力學及河流動力學專業博士生導師。曾
任國家教委高等學校工科力學課程教學指
導委員會委員。曾參加編寫《水力學》教
材並主編該書的1980年修訂版；合著《水環境中污染物擴
散輸移原理與水質模型》；合譯［蘇］H.E.柯欽等著《理
論流體力學》第一卷；主譯審校［美］HB.費希爾等著
《內陸及近海水域中的混俁》等。多年從事水工水力學及環
境水力學的科學研究，發表有關沖刷消能、射流和離散等
問題的論文多篇。
作品目錄
目錄第一章 流體運動的基本概念和基本方程
1.1描述流體運動的幾個概念
1.2運動流體的應力和變形關係，本構方程
1.3連續方程
1.4運動方程
1.5能量方程
1.6基本方程組的封閉問題
1.7有勢流動，拉普拉斯方程
一、勢流特徵與拉普拉斯方程
二、平面勢流
1.8有渦流動，渦量方程
1.9邊界層概念與邊界層方程
一、低雷諾數與高雷諾數的流動
二、邊界層概念
三、邊界層的微分方程
四、邊界層的動量積分方程
1.10小密度差流動，布辛涅斯克近似
1.11 旋轉流體流動，科里奧利力效應
第二章 紊流基礎（一）――紊動的發生與紊流的描述
2.1流動的穩定性
2.2紊動的發生過程
一、剪下層
二、壁面紊流的發生與猝發現象
三、自由紊流的發生與相干結構
四、充分發展紊流的特性
五、紊流的類型
2.3統計平均法
2.4紊動的機率分布
2.5流速的統計矩
2.6紊流脈動量的相關
2.7紊動比尺
2.8渦旋的拉伸與渦旋級串
2.9紊動能譜
第三章 紊流基礎（二）――紊流的基本方程與紊流模型
3.1紊流的連續方程
3.2紊流的運動方程 雷諾方程
3.3紊流的能量方程
一、紊流瞬時流動的能量方程
二、紊流時均流動的能量方程
三、紊流脈動的能量方程
四、紊流邊界層中能量的平衡
3.4紊流的渦量方程
3.5紊流模型
一、紊流基本方程組的封閉問題與紊流模型的類型
二、零方程模型
三、一方程模型――k方程模型
四、二方程模型――k－ε方程模型
五、其他模型
第四章 擴散理論
4.1概述
4.2分子擴散的費克定律，擴散方程
4.3分子擴散的隨機遊動分析
4.4移流（層流）擴散方程
4.5紊動擴散――拉格朗日法
一、單個質點的紊動擴散――泰勒擴散理論
二、兩質點的相對擴散
4.6紊動擴散――歐拉法
一、紊流擴散方程
二、紊動擴散係數
4.7關於擴散方程的求解
4.8靜止流體中瞬時源和連續源的擴散
一、瞬時源的擴散
二、連續源的擴散
4.9均勻紊流中的擴散
一、均勻紊流中瞬時源擴散的濃度分布
二、均勻紊流中連續源擴散的濃度分布
4.10有邊界反射的擴散
一、固體邊界的反射
二、大氣中擴散的逆溫層反射
第五章 剪下流中的離散
5.1一維縱向移流離散方程
5.2圓管流動中的離散
一、圓管層流中的離散
二、圓管紊流中的離散
5.3寬矩形斷面明槽流動中的離散
5.4紊流邊界層中的離散
5.5非定常剪下流中的離散
5.6平面二維流動中的離散
5.7濃度矩法
5.8天然河流中的離散
一、河流中混合的幾個階段
二、河流的紊動擴散係數
三、河流的縱向離散係數
四、感潮河段的離散
第六章 射流、浮力羽流和浮射流
6.1概述
一、射流的類型
二、紊動射流的特性
三、射流問題的分析途徑
6.2等密度自由紊動射流
一、平面自由紊動射流的動量積分解
二、平面自由紊動射流的微分方程解
三、圓形斷面自由紊動射流的動量積分解
四、圓形斷面自由紊動射流的微分方程解
五、矩形斷面噴口的自由紊動射流
6.3浮力羽流
一、浮羽流的基本方程與求解
二、浮羽流的量綱分析解成果
6.4自由紊動浮射流
一、自由紊動浮射流的積分方程及其數值解
二、自由紊動浮射流的量綱分析解
三、自由紊動浮射流的微分方程k－ε模型解
6.5橫流中的紊動射流
一、垂直向上射入橫流中的等密度圓形斷面紊動射流
二、垂直向上射人橫流中的浮射流
三、從側邊水平射入橫流中的浮射流
四、關於煙囪噴流擴散的補充
6.6分層流體中的紊動射流
一、靜止分層流體中的自由紊動浮射流
二、分層橫流中的浮射流
三、煙囪噴流浮升高度的經驗估算
6.7表面射流
第七章 分層流
7.1概述
7.2靜止流體的分層與穩定
一、湖泊、水庫和海洋中水體的分層
二、大氣的分層
三、大氣的平衡
四、分層流體平衡的穩定
7.3明槽中二層異重流
一、下層均勻流動
二、二層定常非均勻漸變流方程
三、鹽水楔
四、內水躍
7.4內波及內界面的穩定
一、內波種類
二、界面內波的運動
三、內界面的穩定
7.5分層水域的泄流――選擇取水問題
一、堵塞現象
二、在二層水域中取下層水
三、在二層水域中取上層水
四、其他選擇取水方式
第八章 地下水中的彌散
8.1孔隙介質中彌散的特點
8.2彌散模型與彌散方程
8.3水動力彌散係數
一、量綱分析
二、在示蹤輸移情況下彌散係數的實驗成果
8.4滲流彌散方程的簡單解析解
一、無限域中保守性示蹤劑源的彌散
二、無限長柱體中示蹤劑的一維彌散
三、柱體中有放射性衰減的示蹤劑的彌散
四、平面均勻流中初始有突變界面的彌散
五、平面徑向流中的彌散
習題
參考文獻
