風(fēng)沙兩相流理論及其應(yīng)用

　　本書是關(guān)于風(fēng)沙兩相流基本理論及其應(yīng)用研究的專著。書中論述了沙粒在風(fēng)力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括沙粒的運(yùn)動(dòng)和輸移特性，沙紋和沙丘的形成發(fā)育及其分布規(guī)律，探討了預(yù)測和模擬地表形態(tài)變化的方法，提出了量化沙漠化過程與人類活動(dòng)之間關(guān)系的途徑。本書不僅通過國內(nèi)外大量文獻(xiàn)系統(tǒng)地介紹了本領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，而且通過對風(fēng)沙兩相流運(yùn)動(dòng)機(jī)理的深入分析有效地層示了理論與應(yīng)用結(jié)合的前景。本書內(nèi)容新穎，資料豐富，概念清晰，敘述簡明。尤其是附錄中給出的一整套精密測量資料對同行今后開展相關(guān)研究提供了很大的方便，在一定程度上可以幫助克服理論驗(yàn)證方面經(jīng)常遇到的困難。 本書可供從事地理、農(nóng)林、水利、資源和環(huán)境科學(xué)類專業(yè)的科技人員及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。 前 言 有關(guān)荒漠化或沙漠化的話題早已不再陌生。然而，造成這類全球關(guān)注的生態(tài)環(huán)境問題的根源是什么？荒漠化問題與風(fēng)沙過程及人類活動(dòng)之間有什么關(guān)系？如何科學(xué)地描述風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)機(jī)理？如何精確地獲得關(guān)于自然或人為要素的量化信息？這些都是當(dāng)前重要的科學(xué)問題。 風(fēng)沙兩相流運(yùn)動(dòng)的研究具有重要意義。風(fēng)沙兩相流的研究方法通常有野外觀測、風(fēng)洞模擬和數(shù)值模擬等。雖然從19世紀(jì)中葉就已開始對風(fēng)力作用規(guī)律有所認(rèn)識，但是風(fēng)沙兩相流研究的真正進(jìn)展始于20世紀(jì)30年代Bagnold的系統(tǒng)研究。此后，隨著多相流理論的發(fā)展和先進(jìn)測量手段的出現(xiàn)，風(fēng)沙兩相流理論取得了迅速發(fā)展，并已成為整個(gè)風(fēng)沙學(xué)科研究的重要基礎(chǔ)。另一方面，風(fēng)沙兩相流研究在精密測量方面仍然存在困難，即使是已取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，往往也因測量儀器的規(guī)范性差或?qū)嶒?yàn)條件存在差異，各家實(shí)驗(yàn)資料由于缺乏可比性而難以為風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)理論的建立提供足夠的量化信息，兩相流理論研究也因缺乏精確實(shí)驗(yàn)資料的驗(yàn)證而受到限制。 注意到近年來國內(nèi)外相鄰學(xué)科在多相流理論研究方面取得的最新進(jìn)展，同時(shí)注意到目前在風(fēng)沙兩相流實(shí)驗(yàn)研究的不足之處，作者在國家杰出青年基金（批準(zhǔn)號：49625101）等的支持下擬定了系統(tǒng)開展風(fēng)沙兩相流風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究的計(jì)劃，并于1998年在中國科學(xué)院沙坡頭沙漠科學(xué)試驗(yàn)研究站野外風(fēng)洞進(jìn)行了系列實(shí)驗(yàn)，獲得了豐富的實(shí)驗(yàn)資料。在實(shí)驗(yàn)和廣泛收集國內(nèi)外學(xué)者實(shí)測資料的基礎(chǔ)上，作者利用多年來從事多相流理論研究的優(yōu)勢，結(jié)合風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)從理論上對風(fēng)沙兩相流基本問題進(jìn)行了較為深入的研究。這方面的研究歷時(shí)8年，先后有20余人參加，其間為了獲得精密的資料和等待對理論的嚴(yán)格驗(yàn)證，多次放棄了"快出成果"的機(jī)會。作者感謝國家自然科學(xué)基金委員會和科學(xué)出版社相關(guān)同志和專家的耐心和寬容，因?yàn)槲覀兩钪谏鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的今天，能夠靜心等待別人的"慢工細(xì)活"是多么不易。令作者欣慰的是書中的一些頗為厚實(shí)的重要成果在國際雜志上發(fā)表以后深受同行的肯定，我們也在這實(shí)際上并不漫長的過程中得到了磨練。 在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)過程中得到了中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所劉賢萬研究員、王國昌工程師、楊太運(yùn)研究員、李芳副研究員的熱情幫助，在高速攝影實(shí)驗(yàn)中得到了中國科學(xué)院西安光機(jī)所王建華高工、李國佑高工、陳良益研究員和中國科技大學(xué)周紹祥教授的技術(shù)幫助，在研究過程中還得到了北京大學(xué)馬藹乃教授和徐海鵬教授的熱情鼓勵(lì)和支持，吳世亮和羅昊同學(xué)分別參加了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和理論分析部分的工作，在此一并感謝。 由于水平有限，書中欠妥之處在所難免。作者愿在前輩和同行的批評和討論中不斷取得學(xué)術(shù)進(jìn)步。

暫缺《風(fēng)沙兩相流理論及其應(yīng)用》作者簡介