環境科學與工程系列教材：環境模擬數值方法（簡體書）

《環境模擬數值方法》內容簡介：數值模擬方法是現代科學和工程中進行定量分析和解決實際問題所廣為使用的有效數學方法，對于進行環境影響分析、指導環境工程設計也同樣有著重要的作用。環境模擬數值方法課程的教學目的是使環境科學、環境工程專業的研究生獲得環境模擬數值求解方法的基本理論和基本知識，深入理解環境介質中污染質輸移的主要機制和基本模型，掌握污染質輸移有限差分、有限元法的基本原理和數值求解方法，理解環境數值模擬中的前沿方法，能有效地利用和改進現有的數值方法和計算程序，并在此基礎上有所發展，為進行環境工程分析、環境評價、環境規劃管理等環境保護工作提供科學手段和依據。

第1章 緒論
1.1 環境模擬及其數值方法概述
1.1.1 環境模擬的概念及意義
1.1.2 環境模擬的對象
1.1.3 主要環境模擬數值方法及應用現狀
1.1.4 環境數學模型的分類
1.2 污染物在環境介質中的運動與轉化特徵
1.2.1 對流遷移作用
1.2.2 擴散作用
1.2.3 污染物的衰減和轉化
練習題

第2章 污染質輸移數學模型
2.1 流動數學模型
2.1.1 地表水流動數學模型
2.1.2 地下水流動數學模型
2.2 污染質輸移數學模型
2.2.1 基本模型的推導
2.2.2 初始條件和邊界條件
2.2.3 污染質輸移數學模型常用解析解
練習題

第3章 污染質輸移有限差分法
3.1 有限差分法概述
3.1.1 有限差分法的基本思想
3.1.2 差分格式
3.1.3 差分格式的相容性、收斂性和穩定性
3.2 一維污染質輸移差分方程
3.2.1 對流彌散問題差分方程的建立
3.2.2 數值彌散和過量
3.3 二維污染質輸移差分方程
3.3.1 矩形網格的差分格式
3.3.2 三角形網格的差分格式
3.4 三維污染質輸移差分方程
3.4.1 立方體網格的差分格式
3.4.2 四階全隱緊致差分格式
練習題

第4章 污染質輸移有限元法
4.1 有限元理論基礎
4.1.1 變分原理
4.1.2 加權剩余法
4.1.3 有限元方法求解步驟
4.2 一維污染質輸移模型有限元方程
4.2.1 穩定擴散型輸移問題的線性元
4.2.2 非穩定對流擴散型輸移問題的線性元
4.3 二維污染質輸移模型的有限元方程
4.3.1 污染質輸移的三角形元
4.3.2 污染質輸移的四邊形等參元
4.4 三維污染質輸移的有限元方程
4.4.1 污染質輸移的四面體元
4.4.2 污染質輸移的六面體元
4.4.3 污染質輸移的三棱柱元
練習題

第5章 污染質輸移邊界元法
5.1 邊界元法基礎
5.1.1 第二格林公式
5.1.2 邊界積分方程
5.2 二維污染質輸移問題邊界元方程
5.2.1 污染質輸移邊界積分方程
5.2.2 污染質輸移邊界元數值計算
5.3 三維污染質輸移問題邊界元方程
5.3.1 污染質輸移邊界積分方程
5.3.2 污染質輸移邊界元數值計算
5.4 計算實例：邊界元法在填埋場氣體運移數值模型中的應用
5.4.1 基本方程的推導
5.4.2 邊界積分方程及初始條件和邊界條件
5.4.3 實例分析
練習題

第6章 污染質輸移離散化方程的解法
6.1 離散方程的基本特徵及系數矩陣的存儲
6.1.1 離散方程的基本特徵
6.1.2 系數矩陣在計算機中的存儲方法
6.2 直接解法
6.2.1 追趕法
6.2.2 高斯消去法
6.2.3 三角分解法
6.2.4 分塊解法
6.3 迭代解法
6.3.1 超松弛迭代解法
6.3.2 強隱式法（SIP法）
練習題

第7章 環境模擬數值方法應用專題
7.1 初始場模擬（估值）
7.1.1 初始場模擬的趨勢面加殘差法
7.1.2 初始場估值的泛克立格法
7.1.3 實例分析
7.2 黃河下游水流水質的有限差分模擬
7.2.1 研究區概況
7.2.2 黃河下游水流的數值模擬
7.2.3 黃河下游水質的數值模擬
7.2.4 結果分析
7.3 海灣放射性污染物遷移數值模擬與預測
7.3.1 概述
7.3.2 大鵬澳內Cs遷移的對流一擴散模型
7.3.3 有限元數值模型
7.3.4 模型計算程序
7.3.5 模型檢驗
7.3.6 大鵬澳Cs水質預測
……
參考文獻
附錄 常用數學知識