微大气物理学讲义
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- 微大气物理学讲义理论历史简介
一、名称由来:
以前人们研究大气运动,都是在很大尺度上研究,对于微尺度大气运动的问题,应从英国学者Sutton1953年发表的《微气象学》算起。半个世纪以来,《微气象学》已成为这一领域中有广泛影响的经典(classical)著作。
插语:不是任何著作都可以称为classical,Newton的《数学原理》,郎道的一套理论力学,华人里面吴大猷的一套理论力学。
George Batchelor《An Introduction to Fluid Dynamics》(流体力学引论),1967年出版, 1989年美国Princeton大学的 Russel等在《Colloid Dispersion》书中仍将此书列为主要参考书,这三个人是当今从物理角度研究小粒子弥散体系的当红人物。本书由沈青、贾复译成中文,1997年非常严肃的科学出版社出版。
Sutton的《微气象学》两个局限:
1、 仅局限于对小尺度湍流区间的研究;
2、 在小尺度湍流区间的研究中,主要集中在边界层气象。
到现在,微气象学几乎成了边界层气象学的同义语。
温景嵩教授把对微尺度大气运动的研究,从Sutton的小尺度湍流区间,开拓到更小的由气溶胶粒子引起的微米、亚微米粘性流区间,并且已经插手到了纳米量级。
插语:我自己参与的项目:对气溶胶粒子碰并过程的研究,国家自然基金委,批准号:49875003。其中高Knudsen数下气溶胶粒子碰并过程的研究。
温先生先把注意力集中在气溶胶的力学过程(即胶体动力学)的研究。
二、胶体动力学发展的不同阶段
1. 孤粒子近似阶段:
a) ykc的功绩:把散布在各个应用学科的研究成果,第一次总结起来独立成一门学科,对以后的研究有深远影响。
代表:Fuchs NA. The Mechanics of Aerosols. Oxford: Pergamon Press, 1964
ykc的局限与错误:对粒子间势考虑不够,只能应用于极端稀释体系。
b) Smolachowski的两种极限碰并(重力碰并和Brown碰并)
2. 粒子对间流体动力相互作用阶段:
三个理论突破:
a) 突破了Smolachowski的两种极限碰并(重力碰并和Brown
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