Differential Equations of Hydraulic Transients, Dispersion and Ground Water Flow pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Wen-Hsiung Li

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:1972-10

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780132118620

丛书系列:

图书标签:

水力瞬变
分散
地下水流
偏微分方程
数值方法
水文模型
流体力学
传热学
工程应用
数学物理

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具体描述

好的，这是一份关于假设性图书《流体力学中的瞬态现象、污染物迁移与地下水动力学》的详细简介。请注意，这份简介完全是根据您的要求，专注于描述一个不包含您提供的原书内容的、全新构建的、但主题相关的书籍。图书简介：《流体力学中的瞬态现象、污染物迁移与地下水动力学》本书聚焦于复杂流体系统中的非定常过程、物质传输机制以及宏观尺度的水文地质响应。它深入探讨了在工程实践和环境科学中至关重要的若干关键领域，旨在为研究人员、高级工程师和研究生提供一个全面且深刻的理论框架与实践工具。第一部分：非定常流体动力学基础与管道系统瞬变本书的第一部分建立在经典的流体力学原理之上，但着重于瞬态（Transients）现象的建模与分析。我们避开了对成熟的常微分方程求解方法的简单重复，而是侧重于非线性、高频扰动在管网系统中的传播特性及其对结构完整性的影响。章节重点： 1. 瞬态波的生成与衰减机制：本章详细分析了水锤效应（Water Hammer）的非理想性表现，包括流速变化率对压力波速度的反馈效应。引入了考虑流体粘滞性、管道壁弹性及波导几何非均匀性对瞬态能量衰减的精细化模型。特别关注了阀门操作、泵的突然停机以及外部冲击载荷引起的复杂波形叠加问题。 2. 多相流体中的瞬态传播：针对含有气穴、沉积物或悬浮颗粒的流体系统，本节阐述了非牛顿流体特性与瞬态波传播速度之间的耦合关系。讨论了空化（Cavitation）的发生条件、动力学过程以及其对管道内壁的侵蚀效应的量化分析方法。 3. 瞬态耦合分析与系统稳定性：探讨了瞬态现象如何与控制系统（如调压设备、PID控制器）相互作用，从而引发系统振荡或失稳。引入了时域和频域分析工具，用于评估大型复杂管网在外部扰动下的动态响应和鲁棒性。第二部分：污染物在多孔介质中的迁移机制本书的第二部分将视线从宏观工程系统转向微观尺度的物质传输过程，特别关注污染物在不均匀地质环境中的复杂迁移行为。重点不在于简单的对流-弥散方程（Advection-Dispersion Equation, ADE）的求解，而在于对ADE适用边界的探讨以及更高级传输模型的构建。章节重点： 4. 微观尺度下的非均匀性对输运的影响：深入剖析了孔隙尺度异质性（Pore-scale Heterogeneity）如何转化为宏观尺度的表观扩散（Apparent Dispersion）。分析了孔隙结构（如喉道尺寸分布、连通性）对污染物尾流（Tailings）现象的控制作用。 5. 非平衡态传质过程的建模：重点研究了污染物与多孔介质颗粒表面之间的快速吸附/解吸动力学（Kinetics）对整体传输速率的限制作用。提出了基于反应速率限制的输运模型，并将其与传统瞬时反应模型进行对比，评估在不同流速下的误差范围。 6. 多孔介质中多组分反应与衰减：考虑了地下环境中常见的物理化学过程，如生物降解、水解和氧化还原反应。本章侧重于如何将空间分布的反应速率常数纳入到输运方程中，构建耦合了反应动力学的对流-弥散模型，用于预测长期污染羽的演化。第三部分：地下水动力学与区域水文响应第三部分将焦点置于大尺度的地下水流动、储存与区域水文循环的耦合问题。本书关注于复杂边界条件和非饱和带效应，超越了经典的达西定律的理想化应用场景。章节重点： 7. 非饱和带水力学与地表水-地下水相互作用：详细阐述了 Vadose Zone（非饱和带）的水力梯度、基质吸力（Matric Suction）与土壤水力传导度的非线性关系。通过 Richards 方程的数值解法，探讨了降雨入渗、蒸散作用对地下水补给的动态影响，并将其与地表径流模型进行耦合。 8. 区域尺度地下水流动的多尺度表征：讨论了如何从局部渗透率数据构建区域尺度的等效渗透性张量（Equivalent Permeability Tensor）。引入了变分方法和随机场理论，用以量化地质不确定性对区域地下水流场和水头分布的影响。 9. 地下水资源管理的动态优化：侧重于地下水开采与环境承载力的平衡。本章介绍如何将前述的地下水流动模型与水质模型相结合，利用最优控制理论，制定在满足多个约束条件（如最小化沉降、最大化可持续产水量）下的抽水方案。讨论了含水层弹性储水率的时变性在长期开采分析中的重要性。总结与展望本书并非对现有教科书内容的简单重新排列，而是致力于在高阶流体力学、地球物理传输过程和水文工程应用之间架起一座桥梁。它强调模型选择的物理合理性、数值求解的稳定性以及参数识别的工程可行性。本书的读者将能够掌握处理实际工程问题中遇到的非线性、瞬态和空间异质性挑战的先进分析工具。目标读者：水利工程、环境工程、水文地质学、土木工程及地球科学等领域的博士和硕士研究生，以及从事水资源管理、地下水污染修复和水力系统设计的专业工程师。关键词：非定常流，水锤，非牛顿流体，污染物迁移，非平衡态传质，孔隙异质性，非饱和带，水力梯度，多尺度模型。