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內容簡介

本書的作者及其閤作者嘗試應用以統計力學為基礎的動理學理論（KineticTheory）對泥沙運動基本問題開展瞭係列研究，對典型的泥沙輸移現象的力學機製給齣瞭詳細闡釋，同時也對泥沙運動的統一的數學力學描述做瞭探索性的工作。具體內容包括：(1)迴顧瞭關於泥沙的沉速、泥沙起動、推移質運動和懸移質運動的經典理論；(2)簡要介紹瞭統計力學和動理學理論中的最基礎的概念和理論；(3)對挾沙水流的動理學方程進行瞭詳細推導；(4)基於兩相流動理學方程的宏觀輸運方程的推導和應用。通過以上幾方麵內容的研究發現，泥沙運動的動理學理論在研究泥沙基本動力學特性時具有獨特的優勢，能夠對挾沙水流運動中的一些特殊現象背後的力學背景給齣更閤理的解釋。

目錄

前言
第一章 緒論
1.1 泥沙運動理論研究的範疇
1.2 泥沙運動理論研究的特點
1.3 泥沙運動理論研究存在的睏難
1.4 泥沙研究的未來發展趨勢
1.4.1 泥沙研究麵臨的新挑戰
1.4.2 泥沙研究的未來發展趨勢
參考文獻

第二章 泥沙運動的經典理論研究概述
2.1 水流的流動
2.2 泥沙的沉降
2.3 床沙的起動
2.4 推移質泥沙的輸移
2.5 懸移質泥沙的輸移
參考文獻

第三章 統計力學基礎
3.1 描述物質運動的三個層次
3.2 微觀狀態與宏觀過程的統計聯係
3.2.1 概率的基本概念
3.2.2 係綜的基本概念
3.3 統計分布函數的演化
3.3.1 顆粒的微觀狀態
3.3.2 Liouvme方程
參考文獻

第四章 兩相流的動理學方程
4.1 兩相流微觀動力學量的係綜
4.1.1 兩相流的示性函數
4.1.2 顆粒及顆粒所見流體物理屬性的係綜
4.2 兩相流的動理學方程
4.3 顆粒間的相互作用
4.3.1 顆粒相互作用的統計力學描述
4.3.2 顆粒間的二體相互作用
4.4 顆粒速度分布函數的近似解
參考文獻

第五章 挾沙水流的動力學方程
5.1 兩相流動力學方程的一般形式
5.1.1 質量守恒方程
5.1.2 動量守恒方程
5.2 液相和固相上作用力的係綜
5.2.1 一個重要積分
5.2.2 液相上作用力的係綜
5.2.3 固相上作用力的係綜
5.3 挾沙水流的守恒方程
5.3.1 挾沙水流相問作用力的一般形式
5.3.2 守恒方程的質量加權平均形式
參考文獻

第六章 挾沙水流的兩相渾水模型
6.1 挾沙水流的兩相渾水方程
6.2 彌散速度的本構關係
6.3 彌散速度本構方程與其他理論的比較
6.3.1 經典擴散理論
6.3.2 Hunt的修正擴散模型
6.3.3 Wu和Wang的兩相擴散模型
6.3.4 Ishii和Hibiki的漂移一通量模型
參考文獻

第七章 明渠挾沙水流的速度分布
7.1 挾沙水流速度分布的兩相渾水方程
7.2 明渠挾沙水流速度的垂綫分布
7.2.1 兩相渾水方程的紊流封閉
7.2.2 明渠挾沙水流速度垂綫分布的規律
7.2.3 顆粒慣性對渾水速度分布的影響
7.3 明渠挾沙水流中泥沙速度的垂綫分布
7.3.1 基於動理學理論的泥沙速度分布
7.3.2 基於兩相渾水方程的泥沙速度分布
參考文獻

第八章 床麵泥沙通量與平衡濃度
8-1床麵泥沙通量的概念
8.2 床麵泥沙通量
8.2.1 床麵泥沙通量的動理學描述
8.2.2 床麵附近運動泥沙的速度分布函數
8.2.3 床麵泥沙通量函數
8.2.4 理論與實驗的比較
8.3 床麵泥沙平衡濃度
8.3.1 床麵泥沙平衡濃度的動理學描述
8.3.2 理論與實驗的比較
8.4 顆粒碰撞的影響
參考文獻

第九章 推移質泥沙的輸移
9.1 推移質泥沙的輸移特徵
9.2 推移質輸沙函數
9.3 理論與實驗及其他公式的比較
9.4 推移質層顆粒的濃度分布
9.5 顆粒碰撞的影響
參考文獻

第十章 懸移質泥沙的輸移
10.1 懸移質泥沙的彌散方程
10.2 懸移質泥沙濃度的垂綫分布
10.2.1 懸移質濃度垂綫分布公式
10.2.2 懸移質濃度垂綫分布公式驗證
10.3 泥沙的懸浮機理
10.3.1 影響顆粒懸浮的因素及作用機製
10.3.2 顆粒受力與宏觀濃度分布規律之間的關係
10.4 顆粒慣性對泥沙懸浮的影響
10.4.1 慣性對擴散的影響
10.4.2 慣性對彌散的影響
10.4.3 慣性對通量的影響
10.5 擴散理論的適用條件
參考文獻
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特殊符號

精彩書摘

　　《泥沙運動的動理學理論》：
　　（2）社會經濟發展帶來的工程標準普遍提高及水沙減少等因素僅僅推遲瞭與泥沙相關的威脅的發生時間，但就長遠來看，隨著大型骨乾水利工程功能的衰退、乃至壽命的終結，一定期限後將會齣現整條河流乃至整個流域水利水電工程功能喪失的窘境，這將使我們不得不麵對全新形勢下的泥沙問題。
　　（3）泥沙運動以及由此産生的河流演變是引起水環境與水生態演化的重要參與者，目前在此領域內的研究尚不能稱為成熟與完善，學科交叉中常見的碎片化現象十分明顯，而近期的大規模水利水電工程建設導緻河流生態與環境受到前所未有的影響，其變化過程及最後的結果要求在傳統泥沙研究的基礎上開展跨學科交叉研究，以適應當前社會麵臨的水環境、水生態問題研究需求。
　　1.4.2泥沙研究的未來發展趨勢
　　水環境與水生態問題日趨嚴重，伴隨著全球氣候變化導緻河流演變的不確定性增強、變化幅度變大，加之人類活動影響更為深遠，泥沙運動力學研究現狀已經不能滿足變化環境下河流研究的需求，泥沙研究麵臨著如下幾方麵的新課題：
　　（1）針對“有體係，不完整”的問題，細緻梳理泥沙運動力學基礎研究的發展脈絡，對以往因理論研究睏難太大而采用經驗方法臨時性解決的關鍵問題開展重點研究，從而實現學科理論體係完善、發展均衡的目標。
　　（2）針對“有進展，少突破”的問題，選擇有可能取得重大發現或突破的核心問題，廣泛藉鑒和應用相關學科的最新進展，在若乾關鍵問題上取得實質性突破。
　　（3）針對“廣交叉，缺深度”的問題，選擇與泥沙運動的動力學過程最為密切的交叉問題深入開展研究，促進泥沙學科新方嚮的發展，改變目前在與其他學科交叉過程中廣泛存在的學科失去自我發展目標，並可能導緻泥沙研究碎片化的趨勢。
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前言/序言

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