P.A.Davidson

在天體物理學與地球物理學中，波與湍流是兩個永恒不變的主題。流體大多數(shù)處于旋轉、強分層的狀態(tài)，并受到周圍磁場的作用，基本上總是在動蕩，從而引發(fā)各種行為：如從吸積盤給恒星增加重量到太陽表面的爆炸，從傳播熱量到在地心深處產生地磁場等等。

本書旨在描述旋轉、分層與磁場是如何影響湍流的。

本書共有19章，1：波動與湍流的相互聯(lián)系，包括波動的三種類型、波與湍流、地球物理與天體物理中的湍流。從第2章開始分為3部分。第1部分為從流體力學到磁流體力學，討論了簡單旋轉液體、分層流體的基本理論和磁流體力學，含第2-7章：2.初等流體動力學，包括納維葉-斯托克斯方程、粘性流體中的能量損耗、渦度方程等；3.旋轉流體運動，包括地球自轉偏向力、慣性波、波動與穩(wěn)定性、羅斯貝波等；4.分層流體運動，包括波西內斯克近似、阻塞高壓、背風波、內重力波、位勢渦度、谷風；5,電動力學方程，包括麥克斯威方程、安培法拉第定律完整版、洛倫茲力、麥克斯威應力、法拉第張力、磁場與速度場的轉換；6.導電流體運動：磁流體力學，包括磁流體力學方程、低磁雷諾數(shù)下的磁阻尼、高磁雷諾數(shù)下的動力學等；7.湍流的不穩(wěn)定性與轉換，包括成層切變流的穩(wěn)定性、理想流體磁流體力學平衡穩(wěn)定性等。

第2部分為沒有體積力作用的湍流，討論了從基本原理中發(fā)展出來的湍流理論，含第8-11章：8.湍流的基本性質；9.湍流語言：運動學與統(tǒng)計學，包括速度關聯(lián)函數(shù)與結構函數(shù)、傅里葉空間、各向同性的簡化；10.流體動力學湍流Ⅰ：經典理論，包括理查森現(xiàn)象與科莫現(xiàn)象、渦旋伸展與實質線伸展、卡霍二氏方程式等；11.流體力學湍流Ⅱ：旋轉、分層與磁流體力學湍流，包括各向同性湍流、二維湍流等。

第3部分為有體積力作用下的湍流，這是本文的核心部分，討論了旋轉、分層與有磁場作用下的湍流，含第12-19章：12.快速旋轉流體，包括波傳播中的結構形成、氣旋反氣旋不對稱、能量衰減速度；13.地球物理：淺水體，快速旋轉湍流，包括控制方程、統(tǒng)計學不變量、β平面湍流及其緯向環(huán)流與光譜；14.均勻分層湍流，包括控制方程與無因次群、尺度分析、分層湍流的光譜分析、能量衰減速率等；15.分層切變流與大氣邊界層，包括分層剪切流方程與通量理查森數(shù)、大氣邊界層等；16.小磁雷諾數(shù)磁流體力學，包括控制方程、角動量守恒、渦流的演化等；17.地心處的湍流：地球發(fā)動機，包括地球發(fā)動機理論、地球的結構與磁場分布、數(shù)值模擬、其他行星發(fā)動機；18.高磁雷諾數(shù)磁流體力學，包括二維磁流體力學、螺旋氣流與選擇性衰減、阿爾芬湍流的譜理論等；19.天體物理湍流，包括吸積盤、太陽渦流、太陽風。

本書適合對自然中湍流現(xiàn)象感興趣的工程師和地球物理學、天體物理學和應用物理學的學生和研究人員閱讀。

王小珊，博士生

endprint