微大氣物理學講義
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- 微大氣物理學講義理論歷史簡介
一、名稱由來:
以前人們研究大氣運動,都是在很大尺度上研究,對于微尺度大氣運動的問題,應從英國學者Sutton1953年發表的《微氣象學》算起。半個世紀以來,《微氣象學》已成為這一領域中有廣泛影響的經典(classical)著作。
插語:不是任何著作都可以稱為classical,Newton的《數學原理》,郎道的一套理論力學,華人里面吳大猷的一套理論力學。
George Batchelor《An Introduction to Fluid Dynamics》(流體力學引論),1967年出版, 1989年美國Princeton大學的 Russel等在《Colloid Dispersion》書中仍將此書列為主要參考書,這三個人是當今從物理角度研究小粒子彌散體系的當紅人物。本書由沈青、賈復譯成中文,1997年非常嚴肅的科學出版社出版。
Sutton的《微氣象學》兩個局限:
1、 僅局限于對小尺度湍流區間的研究;
2、 在小尺度湍流區間的研究中,主要集中在邊界層氣象。
到現在,微氣象學幾乎成了邊界層氣象學的同義語。
溫景嵩教授把對微尺度大氣運動的研究,從Sutton的小尺度湍流區間,開拓到更小的由氣溶膠粒子引起的微米、亞微米粘性流區間,并且已經插手到了納米量級。
插語:我自己參與的項目:對氣溶膠粒子碰并過程的研究,國家自然基金委,批準號:49875003。其中高Knudsen數下氣溶膠粒子碰并過程的研究。
溫先生先把注意力集中在氣溶膠的力學過程(即膠體動力學)的研究。
二、膠體動力學發展的不同階段
1. 孤粒子近似階段:
a) ykc的功績:把散布在各個應用學科的研究成果,第一次總結起來獨立成一門學科,對以后的研究有深遠影響。
代表:Fuchs NA. The Mechanics of Aerosols. Oxford: Pergamon Press, 1964
ykc的局限與錯誤:對粒子間勢考慮不夠,只能應用于極端稀釋體系。
b) Smolachowski的兩種極限碰并(重力碰并和Brown碰并)
2. 粒子對間流體動力相互作用階段:
三個理論突破:
a) 突破了Smolachowski的兩種極限碰并(重力碰并和Brown
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