大氣湍流基礎

第一章 大氣湍流概論
1.1 湍流現象與雷諾實驗
1.2 大氣湍流的基本特征
1.3 大氣湍流的產生和維持
1.4 大氣湍流的研究
第二章 大氣湍流基本控制方程
2.1 雷諾平均
2.1.1 平均量與平均法則
2.1.2 雷諾平均
2.2 湍流宏觀統計參數
2.2.1 方差與湍流強度
2.2.2 協方差
2.2.3 湍流動能
2.2.4 相關函數與相關系數
2.3 大氣運動方程組
2.3.1 氣體狀態方程
2.3.2 連續性方程(質量守恆方程)
2.3.3 動量守恆方程
2.3.4 熱量守恆方程
2.3.5 水汽守恆方程
2.3.6 物質屬性守恆方程
2.4 雷諾平均方程
2.4.1 平均狀態方程
2.4.2 平均連續性方程
2.4.3 平均動量方程
2.4.4 平均熱量方程
2.4.5 平均水汽方程
2.4.6 平均物質屬性方程
2.4.7 雷諾平均方程組
2.5 湍流動能守恆方程
2.6 平均運動動能方程
2.7 Boussinesq近似
2.8 湍流閉合技術
2.8.1 零階閉合
2.8.2 半階閉合
2.8.3 局地一階閉合
2.8.4 高階閉合
第三章 大氣湍流運動
3.1 大氣湍流的平穩性、均勻性、各向同性和各態歷經性
3.1.1 隨機過程與平穩隨機過程
3.1.2 大氣湍流的平穩性和均勻性
3.1.3 大氣湍流的各態歷經性
3.1.4 大氣湍流的各向同性
3.2 泰勒「冰凍」假設
3.3 科爾莫戈羅夫的局地均勻各向同性湍流理論與湍流動能的串級輸送
3.4 湍流混合長理論
3.5 大氣湍流的穩定性判據
第四章 大氣湍流統計描述
4.1 概率密度函數與特征函數
4.2 湍流尺度(積分尺度和微尺度)
4.3 時間序列的湍流能譜
4.4 湍流協方差和湍流通量的定義
4.5 湍流通量的確定
4.5.1 通量-方差法
4.5.2 渦旋累積法
4.5.3 松弛渦旋累積法
4.5.4 分離的渦動相關法
4.6 斜坡結構
第五章 近地面層相似性理論
5.1 近地面層的定義和性質
5.1.1 近地面層的定義和特性
5.1.2 近地面層的厚度
5.1.3 非定常性對常通量近似的影響
5.2 莫寧-奧布霍夫相似性理論
5.2.1 莫寧-奧布霍夫相似性條件
5.2.2 奧布霍夫長度
5.2.3 莫寧-奧布霍夫相似性理論
5.3 近地面層通量-廓線關系
5.3.1 近地面層通量-廓線關系
5.3.2 近地面層通量-廓線關系普適函數的確定
5.3.3 近地面層近中性層結下的通量-廓線關系
5.3.4 yon Karman常數k
5.3.5 利用非中性層結資料確定von Karman常數K
5.3.6 通量-廓線關系普適函數確定的實例
5.4 空氣動力學法計算湍流通量
5.5 湍流交換系數
5.6 Bowen比
5.7 逆梯度輸送與湍流通量
第六章 近地面層大氣湍流與地表參數
6.1 近地面層大氣湍流統計特征
6.2 近地面層大氣湍流能譜特征
6.3 近地面層空氣動力學參數——零值位移d
6.3.1 零值位移d的定義
6.3.2 零值位移d確定的傳統方法
6.3.3 零值位移d確定的溫度方差法
6.4 近地面層空氣動力學參數——地表粗糙度zo
6.4.1 地表粗糙度z0的定義和確定
6.4.2 地表粗糙度z0確定的湍流方法
第七章 大氣湍流觀測法與數據處理
7.1 風杯風速儀測風
7.1.1 風杯風速儀測風的誤差
7.1.2 風杯風速儀測風過高效應的數值分析
7.1.3 風杯風速儀測風DP誤差的修正
7.2 超聲風溫儀測風
7.3 超聲風溫儀測溫
7.4 湍流數據處理系統
7.4.1 湍流數據的數字濾波
7.4.2 湍流數據的野點剔除
7.4.3 湍流數據的坐標旋轉(傾斜修正)
7.4.4 湍流數據的趨勢項剔除
7.4.5 湍流譜的高頻段修正
7.4.6 湍流譜的低頻段修正
7.4.7 WPL修正
7.4.8 平流修正
7.5 湍流數據的插補
第八章 非定常大氣湍流及其分析方法
8.1 小波分析
8.2 偽小波分析
8.3 偽小波變換與大氣相干結構
8.4 希爾伯特-黃變換
8.5 希爾伯特-黃變換在大氣湍流中的應用
8.6 希爾伯特-黃變換在大氣邊界層中的應用
參考文獻