P.A.Davidson

在天体物理学与地球物理学中，波与湍流是两个永恒不变的主题。流体大多数处于旋转、强分层的状态，并受到周围磁场的作用，基本上总是在动荡，从而引发各种行为：如从吸积盘给恒星增加重量到太阳表面的爆炸，从传播热量到在地心深处产生地磁场等等。

本书旨在描述旋转、分层与磁场是如何影响湍流的。

本书共有19章，1：波动与湍流的相互联系，包括波动的三种类型、波与湍流、地球物理与天体物理中的湍流。从第2章开始分为3部分。第1部分为从流体力学到磁流体力学，讨论了简单旋转液体、分层流体的基本理论和磁流体力学，含第2-7章：2.初等流体动力学，包括纳维叶-斯托克斯方程、粘性流体中的能量损耗、涡度方程等；3.旋转流体运动，包括地球自转偏向力、惯性波、波动与稳定性、罗斯贝波等；4.分层流体运动，包括波西内斯克近似、阻塞高压、背风波、内重力波、位势涡度、谷风；5,电动力学方程，包括麦克斯威方程、安培法拉第定律完整版、洛伦兹力、麦克斯威应力、法拉第张力、磁场与速度场的转换；6.导电流体运动：磁流体力学，包括磁流体力学方程、低磁雷诺数下的磁阻尼、高磁雷诺数下的动力学等；7.湍流的不稳定性与转换，包括成层切变流的稳定性、理想流体磁流体力学平衡稳定性等。

第2部分为没有体积力作用的湍流，讨论了从基本原理中发展出来的湍流理论，含第8-11章：8.湍流的基本性质；9.湍流语言：运动学与统计学，包括速度关联函数与结构函数、傅里叶空间、各向同性的简化；10.流体动力学湍流Ⅰ：经典理论，包括理查森现象与科莫现象、涡旋伸展与实质线伸展、卡霍二氏方程式等；11.流体力学湍流Ⅱ：旋转、分层与磁流体力学湍流，包括各向同性湍流、二维湍流等。

第3部分为有体积力作用下的湍流，这是本文的核心部分，讨论了旋转、分层与有磁场作用下的湍流，含第12-19章：12.快速旋转流体，包括波传播中的结构形成、气旋反气旋不对称、能量衰减速度；13.地球物理：浅水体，快速旋转湍流，包括控制方程、统计学不变量、β平面湍流及其纬向环流与光谱；14.均匀分层湍流，包括控制方程与无因次群、尺度分析、分层湍流的光谱分析、能量衰减速率等；15.分层切变流与大气边界层，包括分层剪切流方程与通量理查森数、大气边界层等；16.小磁雷诺数磁流体力学，包括控制方程、角动量守恒、涡流的演化等；17.地心处的湍流：地球发动机，包括地球发动机理论、地球的结构与磁场分布、数值模拟、其他行星发动机；18.高磁雷诺数磁流体力学，包括二维磁流体力学、螺旋气流与选择性衰减、阿尔芬湍流的谱理论等；19.天体物理湍流，包括吸积盘、太阳涡流、太阳风。

本书适合对自然中湍流现象感兴趣的工程师和地球物理学、天体物理学和应用物理学的学生和研究人员阅读。

王小珊，博士生

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