本书以计算流体力学（CFD）的应用为主线，重点介绍了CFD在大气环境领域中应用的基本理论，并用实例对CFD在大气环境领域中的应用进行详细验证及分析。本书分上下两篇，共10章：上篇为基础篇（第1章～第5章），主要介绍了计算流体力学的基础知识、湍流模型、控制方程的离散、流场数值计算等；下篇为应用篇（第6章～第10章），主要介绍了大气边界层与大气扩散、CFD在大气边界层中应用实例等。
本书具有专业性强、应用范围广的特点，可供航空航天、动力工程、建筑、水利及环境领域的科学研究、管理和设计等从业人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、大气科学、气象学、海洋科学与工程及相关专业师生参阅。

上篇 基础篇
第1章 绪论
1.1 流体力学的研究方法
1.2 计算流体力学的应用及前景分析
第2章 计算流体力学基础知识
2.1 流体的基本特性
2.1.1 理想流体与黏性流体
2.1.2 牛顿流体与非牛顿流体
2.1.3 流体热传导及扩散
2.1.4 可压流体与不可压流体
2.1.5 定常流动与非定常流动
2.1.6 层流与湍流
2.2 流体力学的控制方程
2.2.1 质量守恒方程
2.2.2 动量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.2.4 组分质量守恒方程
2.2.5 湍流的控制方程
2.2.6 控制方程的通用形式
2.2.7 守恒型控制方程与非守恒型控制方程
2.3 CFD工作原理
2.3.1 计算流程
2.3.2 建立控制方程
2.3.3 确定边界条件与初始条件
2.3.4 划分计算网格
2.3.5 建立离散方程
2.3.6 离散初始条件和边界条件
2.3.7 给定求解控制参数
2.3.8 求解离散方程
2.3.9 判断解的收敛性
2.3.10 显示和输出计算结果
第3章 湍流模型
3.1 湍流及其数学描述
3.1.1 湍流流动的特征
3.1.2 湍流的基本方程
3.2 湍流的数值模拟方法
3.2.1 湍流数值模拟方法的分类
3.2.2 直接数值模拟法
3.2.3 大涡模拟法
3.2.4 Reynolds平均法
3.3 零方程模型及一方程模型
3.3.1 零方程模型
3.3.2 一方程模型
3.4 标准k-ε二方程模型
3.4.1 标准k-ε模型
3.4.2 标准k-ε模型的有关计算公式
3.4.3 标准k-ε模型的控制方程组
3.4.4 标准k-ε模型方程的解法及适用性
3.5 改进型k-ε模型
3.5.1 RNG k-ε模型
3.5.2 Realizable k-ε模型
3.6 在近壁区使用k-ε模型的问题及对策
3.6.1 近壁区流动的特点
3.6.2 在近壁区使用k-ε模型的问题
3.6.3 壁面函数法
3.6.4 低雷诺数k-ε模型
3.7 Reynolds应力方程模型
3.7.1 Reynolds应力输运方程
3.7.2 RSM的控制方程组及其解法
3.7.3 对RSM适用性的讨论
3.8 大涡模拟
3.8.1 大涡模拟的基本思想
3.8.2 大涡运动方程
3.8.3 亚格子尺度应力模型
3.8.4 LES控制方程的求解
第4章 控制方程的离散
4.1 离散化概述
4.1.1 离散化的目的
4.1.2 离散时所使用的网格
4.1.3 常用的离散化方法
4.2 有限体积法及其网格
4.2.1 有限体积法的基本思想
4.2.2 有限体积法的区域离散
4.3 一维稳态问题的有限体积法
4.3.1 问题的描述
4.3.2 生成计算网格
4.3.3 建立离散方程
4.3.4 求解离散方程
4.4 常用的离散格式
4.4.1 问题描述
4.4.2 中心差分格式
4.4.3 一阶迎风格式
4.4.4 混合格式
4.4.5 指数格式
4.4.6 乘方格式
4.5 高阶离散格式
4.5.1 二阶迎风格式
4.5.2 QUICK格式
4.6 各种离散格式的性能对比
第5章 流场数值计算
5.1 流场数值解法概述
5.1.1 常规解法存在的主要问题
5.1.2 流场数值计算的主要方法
5.2 交错网格技术
5.2.1 普通网格
5.2.2 交错网格
5.2.3 动量方程的离散
5.3 流场计算的SIMPLE算法
5.3.1 SIMPLE算法的基本思路
5.3.2 速度修正方程
5.3.3 压力修正方程
5.3.4 SIMPLE算法的计算步骤
5.3.5 SIMPLE算法的讨论
5.4 改进的SIMPLE算法
5.4.1 SIMPLEC算法
5.4.2 PISO算法
5.5 瞬态问题的数值计算
5.5.1 瞬态问题的SIMPLE算法
5.5.2 瞬态问题的PISO算法
下篇 应用篇
第6章 大气边界层与大气扩散
6.1 大气污染物的弥散过程、大气湍流扩散
6.1.1 大气污染物的弥散过程
6.1.2 大气湍流
6.1.3 湍流扩散
6.1.4 大气扩散状态与气象条件的关系
6.2 大气边界层
6.2.1 大气边界层的一般特点和分装
6.2.2 大气边界层的运动及能量和物质的垂直运输
6.2.3 近地面层
6.2.4 不稳定大气边界层
6.2.5 混合层发展的简化模式
6.2.6 稳定大气边界层
第7章 不同温度层结下建筑物周围流场影响
7.1 数值模拟
7.1.1 边界条件
7.1.2 不同温度层结实现
7.2 结果分析与比较
7.2.1 建筑物对流场的影响
7.2.2 建筑物对湍流的影响
7.3 结论
第8章 不同温度层结下山体对流场与污染物扩散影响
8.1 数值模拟
8.1.1 湍流模型
8.1.2 边界条件
8.2 结果分析与比较
8.2.1 流场结构
8.2.2 湍流结构
8.2.3 浓度场分析
8.3 结论
第9章 规则建筑群中流动和污染物扩散的研究
9.1 模拟描述
9.1.1 几何描述
9.1.2 计算域和网格
9.1.3 边界条件
9.2 模型有效性分析
9.2.1 MUST现场实