¥45.60 48.00

内容简介

　　地球黏性流体力学主要介绍黏性流体力学的理论及其在地球科学研究中的应用，全书共有9章，第1～5章分别介绍黏性流体力学的基本概念、黏性流体运动的基本方程、牛顿黏性流体运动的基本微分方程及黏性流体力学问题的建立、黏性流体运动的一般性质及其相似性原理，第6～9章介绍运用黏性流体力学的理论与方法求解地球科学中的问题，
　　《地球黏性流体力学》的特点是介绍黏性流体力学理论时尽量做到：概念清晰准确，公式推导详尽.将该理论应用于地球科学问题时，从一维到三维、四维问题，方法包括解析法、球谐分析法、有限元方法，工具从普通计算机到并行计算机，力求介绍得清楚明了，解法多样，结果明确，
　　《地球黏性流体力学》可供地球学科的研究人员和大专院校的教师、大学生、研究生阅读，还可供地震地质工作人员参考使用，

内页插图

目录

第1章 黏性流体力学的基本概念
§1.1 黏性流体的基本性质和假定
§1.2 场论符号简介
§1.3 分析流体运动的两种方法
§1.4 流团的应变率张量、涡矢量分析
§1.5 流团的应力分析

第2章 黏性流体运动的基本方程
§2.1 连续性方程（质量守恒方程）
§2.2 动量方程
§2.3 能量迁移方程
§2.4 热传导方程
§2.5 状态方程（Birch-Murnaghan方程）

第3章 牛顿黏性流体运动的基本微分方程及黏性流体力学问题的建立
§3.1 牛顿对流体黏滞性的假设
§3.2 广义牛顿假设
§3.3 任意可压缩牛顿黏性流体的本构方程
§3.4 任意曲线坐标下牛顿黏性流体运动的纳维-斯托克斯方程
§3.5 以速度、压力表示的能量方程
§3.6 牛顿黏性流体运动问题的建立

第4章 黏性流体运动的一般性质
§4.1 黏性流体运动都是有旋的
§4.2 黏性流体运动都是有耗散的

第5章 黏性流体运动的相似性原理
§5.1 问题的提出
§5.2 相似性概念与参量化的无量纲化
§5.3 运动微分方程的无量纲化与相似性判据
§5.4 运动微分方程的线性化——Stokcs近似方程

第6章 一维黏性流体运动及其在地球科学中的应用
§6.1 一维定常不可压缩牛顿黏性流体直线运动问题
§6.2 岩浆在岩筒中的流动
§6.3 考虑热平衡的管流问题

第7章 二维黏性流体运动及其在地球科学中的应用
§7.1 二维黏性流体运动的基本方程
§7.2 流函数与流线
§7.3 小Reynolds数时的Stokes方程及双调和方程
§7.4 冰后回升问题
§7.5 消减带的角度问题
§7.6 底辟（穹隆）
§7.7 旋卷构造的形成机制
§7.8 褶皱、香肠和窗棂构造的统一理论
§7.9 包裹体上升流动问题
§7.10 平面热传导的稳定性分析
§7.11 平面热传导的边界层理论
§7.12 有限幅度热传导的边界层理论
§7.13 海底扩张的驱动机理

第8章 用球谐分析方法求解三维黏性流体运动及其在地球科学中的应用
§8.1 球谐分析方法介绍
§8.2 用球谐分析方法求解俯冲带倾角和板片运动的驱动机制
§8.3 求解球壳内可压缩流体的流动问题
§8.4 球坐标下地幔流动问题的建立及求解

第9章 黏性流体运动的有限元方法及其在地球科学中的应用
§9.1 笛卡儿坐标系下，时间一维、空间二维或三维，不可压缩黏性流体运动的有限元方法
§9.2 用流函数有限元法求解二维不可压缩牛顿黏性流体运动问题
§9.3 用罚函数有限元法求解不可压缩牛顿黏性流体流动问题
§9.4 在笛卡儿坐标系下用有限元方法求解热传递方程
§9.5 二维算例：海沟后退对地幔对流的影响
§9.6 用有限元方法研究1976年唐山地震震时和震后地形变随时间的变化
§9.7 用牛顿黏性流体有限元方法研究高黏软岩巷道随时间的大变形
§9.8 用黏弹性流体有限元方法反演计算软岩巷道随时间大变形问题
§9.9 用三维黏性流体有限元方法模拟计算岩浆洋的固化过程
§9.10 用ALE算法在球坐标下求解时间一维、空间三维黏性流体运动的有限元方法
§9.11 在并行计算机上实现耦合计算全球板块、地幔运动的有限元方法
参考文献

前言/序言

　　地球作为八大行星之一，是一颗比较靠近太阳的行星。八大行星虽然运行轨道与太阳赤道平面很接近，但它们各自的体积、质量不同，绕太阳公转以及自转的角速度亦不同，在地球形成的初期，其温度不超过1000℃，所以全部处于固态；后来，由于长寿命放射性物质的衰变以及引力位能的释放，内部慢慢增温，以致原始地球所含的铁元素转化成液态，且由于密度大而流向地心，形成地核。释放的位能可使地球的温度升高约2000℃，这就促进了化学分异过程，由地幔中分异出地壳，产生各种岩石，岩石又经大气和水的作用形成沉积岩，又由于受到地下排出的气体和液体的作用，以及温度、压力的影响，产生变质岩。这些岩石继续受到上述作用，经过多次轮回的熔化与固结，在一些地方形成了一个个大陆的核心，并在以后增长为大陆。同样海洋也是地球内部增温和分异的结果。
　　真实地球材料无论是地壳还是地幔以及地心都是非常黏的物体，虽然它们的变形很缓慢，但它们都随着时间的推移而变化，因而要考虑变形与时间的关系，即考虑变形速率。另外，不仅要考虑应力、应变率随空间的变化，还要研究压力、温度随时间的变化。因此黏性流体力学对于研究地球介质的运动和变形都是十分合适的。