Р. Скорер - Аэрогидродинамика окружающей среды (1115254)
Текст из файла
Р Скорер ЛИНАМИ ОКРВКАО Е СР Перевод с английского канд. физ.-мат. наук В. А. ХОХРЯКОВА и Л. К. ЭРДМАНА нод редакцией д.ра фнз.-мат. наук А. Я. ПРЕССМАНА ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР» МОСКВА 1980 ОГРЕЛ АЗР РО- УДК 551.51 Редакция литературы ио новой технике 1703040000 С 20303 170 041(01)-80 Ву 1978 Р. $. $согег/Е!йз Ногчоод, РпЫ!зйсгз Ф Перевод на русский язык, «Мкр», 1980 Первый в своем роде курс аэрогкдроднкамнкк, построенный прнмекнтельно к нуждам специалистов, связанных с нсследованнем и зашатай окружающей среды. В нем рассмотрены вопросы вихревых движений в рамках теории ламннарных гпдроднвамнческнх течений, а также турбулентные процессы в верхних и нижних слоях атмосферы.
Большое внкманне уделено силам плавучестн и цнркуляцнонным эффектам. Орвгннальная постановка проблемы сочетается с простотой изложения н математической строгостью. Ярко выраженная практическая направленность делает канту ценным пособием для широкого круга спецпалнстов: метеорологов, экологов, ппженеров коммунального хозяйства, авнаннженеров, а также фязпков, хкмкков и математиков, заннмающнхся прпкладнымн нсследованняма.
Предисловие редактора перевода В паш век усилившегося антропогенного воздействия на окружающую природную среду всс болыпсе значение приобрста|от мстоды расчета и прогнозирования состояния атмосферы, влияния атмосферных явлений на биосферу и результатов взаимодействия атмосферных явлений и технологической деятельности человека. Настоящая книга профессора Лондонского университета Р. С. Скорера в этом смысле уникальна: опа представляет собой курс механики жидкостей и газов, построенный применительно к нуждам специалистов различных отраслей, чья деятельность непосредственно связана с состоянием окружающей среды: гидростроитслей, авиаторов, биологов, химиков, метеорологов, архитекторов, экологов н т.
д. Автор рассматривает окружающую среду и, в частности, атмосферу прежде всего как среду обитания человека, а нс просто как объект, который можно бескопешо эксплуатировать. Именно это обстоятельство предопределяет и комплекс тсоретпчсскпх вопросов, которым уделяется главное внимание, и совокупность рассматриваемых прнкладных задач. Поэтому в книге подробно рассматриваются силы плавучести н цпркуляцпонные эффекты, доминирующие на открытом воздухе, т. е. явления, которым традиционно уделяется мало внимания в обычных курсах по механике жидкостей.
Автор при этом находит новые методические приемы, позволяющие достаточно ясно и просто изложить этн сложныс теоретические вопросы. Книга состоит из двух частей. Первая часть посвящена изложению фундаментальной тсорпи, вихревым движениям и волнам. Здесь рассматриваются как чисто тсорстнческие вопросы, так и разнообразные приложения, относящиеся преимущественно к динамической метеорологии.
Следует отметить интересное использование понятия вторичной завихренпости и энциклопедически полное рассмотрение различных ветровых систем. Во второй части основное внимание уделяется турбулентным явлениям, образованию облаков и процессам расссяния. В частности, рассмотрсны и проанализированы различные подходы к описанию турбулентности, процессов образования пРедислоВие РедАЕТОРА пеРеВОдА облаков и осадков, переноса и разбавления загрязняющих веществ в атмосфере, полета птиц и миграции насекомых. Некоторые оценки и подходы автора на первый взгляд кажутся парадоксальными, однако дн умело и нередко с большим чувством юмора рассеивает многие устоявшиеся заблуждения в понимании физики явлений, протекающих у поверхности нашей планеты.
Оригинальность мышления автора, доступность изложения при сохранении математической строгости, глубина анализа целого ряда важных явлений в атмосфере, определенная практическая направленность делают книгу Р. С. Скорера ценным пособием для широкого круга специалистов во многих отраслях науки и народного хозяйства. Д-р физ.-мат. наук А.
Я. Лрессаан Предисловие Двадцать лет назад, в то время, когда проблемы загрязнения атмосферы, планеризма и других приложений гидромсханики к пзучсншо окружающей среды стали привлекать пристальное внимание, автором была написана книга Ха1пга! Асгобупаш1сэ — предшественница данной книги. С тех пор еще больший интерес проявился к мсзомасштабпой метеорологии (которую я предпочитаю именовать аэрогидродннамикой окружающей среды), что произошло нс только из-за ес важных приложений в авиации, по также вследствие того, что люди начали рассматривать окружающую среду имсппо как среду обитания, столь же необходимую для жизни, как и другие привычные условия, а не как объект грубой эксплуатации.
В высшей школе курсы физики, связанной с окружающей средой, прстсрпслп существенный сдвиг: в результате уяснения сложности явлений прежняя прелесть строгости изложения их упрощенных механизмов оказалась утраченной, и я надеюсь, что эта новая книга поможет преподавателям вузов вернуться к ней в своих новых курсах. Все мы так нли иначе имеем дело с явлениями механики жидкости в мас|птабах, сравнимых с размерами человеческого тела, города или страны. Излагаемые в существующих учебниках гидродинамические модели для всех явлений такого рода сильно отличаются от реальной среды, так как в них уделяется весьма малое внимание силам плавучести и вихревым движениям, которые как раз и преобладают в аэрогидродпиампке окружающей среды.
По этой причине многие теоретики и прикладные специалисты стали считать эти проблемы слишком сложными и соответственно нх взбегать. Однако уже имеются блестящие лабораторные эксперименты н теоретические рассмотрения в этой области, которые вполне могут быть вкл<очспы в стандартныс университетские курсы. Псрвые две главы настоящей книги содержат основные сведения из классической гндродинамики, которые понадобятся инженерам и физикам, приступающим к исследованию проблем окружающей среды.
В гл. 3, содержащей сведения о вихревых движениях в жидкости, дано упрощенное изложение концепции ПРЕДИСЛОВИЯ вторичных течений. Это изложение делает ее доступной и полезной для многих читателей, обычно ограничивающихся лишь качественным рассмотрением полей давления и ускорения, которые не обеспечивают необходимой достоверности и не позволяют прогнозировать ход процесса. В гл. 4 обсуждены детали динамической метеорологии, обусловленные вращением Земли. Я надеюсь, что приведенный обзор ветровых систем будет полезен для инженеров, географов и всех тех, кто интересуется «кухней» погоды.
Гл. Б и 6 по необходимости насыщены математическими выкладками, так как в них обсуждаются точно определенные волновые явления и процессы образования крупных облачных валов в атмосфере. Эти явления приобретают все возрастающую важность для специалистов в областях авиации, океанографии и физической метеорологии; вместе с тем они привлекательны с чисто математической точки зрения, хотя все еще не изучены с исчерпывающей полнотой. В гл.
7 рассмотрен механизм турбулентности с точки зрения, отличной от общепринятых статистических и феноменологических подходов, которые, как правило, малоприменимы к процессам в свободной атмосфере. Эта глава служит как бы введением к гл. 8 и 9, в которых рассматриваются турбулентные процессы в природных условиях и содержатся сравнительно простые, но эффективные методы анализа, и к гл. 10, в которой эти методы применены к описанию процессов рассеяния атмосферных примесей. В гл.
11 рассмотрены атмосферные процессы, в которых важную роль играет конденсация облачных капель. В связи с этим более отчетливо выступает' тот факт, что, хотя Земля и является оранжево-синей планетой с голубой атмосферой, половина ее поверхности скрыта белыми облаками, которые доминируют в общей картине движения воздушных масс. Последняя глава, хотя и является краткой, касается тех аспектов аэродинамики окружающей среды, которые весьма перспективны в отношении развития существующей системы знаний в ближайшем будущем.
Если материалы этой главы смогут заинтересовать инженеров или физиков смежными областями биологии, то одна из ее главных целей будет достигнута. Содержание гл. 3, 5 и 6 вместе со специальными вопросами из гл. 1 и 2 является стержнем одного лекционного курса, так же как содержание гл. 7 — 10 — другого, которые в разных вариациях читались автором на протяжении двух последних десятилетий и в литературе не имеют аналогий.
Гл. 1, 2 и 4 могут представлять интерес для специалистов по физике атмосферы, которые и в гл. 11 могут найти рассмотрение многих пиеднсловив ранее не освещавшихся вопросов. Словом, автор надеется, что данная книга окажется полезным пособием для различных специалистов, запвмающихся исследованиями в области окружающей среды. Быть может, многие географы, обладающие интуицией в понимании природных процессов, заинтересуются математвческими методамн их исследования. Проблемы окружающей среды сейчас привлекают внимание ученых и инженеров разных специальностей, и многие специалисты испытывают определенные трудности при попытках извлечь полезныс для себя сведения из традиционных кпиг по механике жидкости. Я надеюсь, что эта новая книга поможет им лучше понять процессы в свободной атмосфере. Я с большой признательностью отмечаю поддержку многих студентов, ведущих исследования вместе со мной.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
