Physical Fluid Dynamics

طبقه‌بندی یک کتاب به‌عنوان «تجربی» به جای «نظری» یا به‌عنوان «خالص» به جای «کاربردی» ممکن است متضمن تمایزات اولیه باشد. با این وجود، برخی طبقه‌بندی‌ها لازم است تا به خواننده بالقوه بفهمانیم که آیا کتاب برای او است یا خیر. با این روح، می توان گفت که این کتاب به جای اینکه شاخه ای از ریاضیات کاربردی یا مهندسی باشد، دینامیک های سیالات را شاخه ای از فیزیک می داند. من بارها عباراتی مبنی بر نیاز به چنین کتابی شنیده ام، و مطمئناً آن را در تدریس خود دارم. من آن را در ابتدا برای دانشجویان فیزیک و علوم کاربردی مبتنی بر فیزیک نوشته ام، اگرچه امیدوارم دیگران آن را مفید بدانند. تفاوت این کتاب با کتاب‌های «بنیادی» موجود در تأکید بسیار بیشتر بر آنچه ما از طریق آزمایش‌های آزمایشگاهی و تفسیر فیزیکی آن‌ها می‌دانیم و کمتر بر روی فرمالیسم ماتیال ریاضی می‌دانیم. تفاوت این کتاب با کتاب‌های «کاربردی» موجود در این است که انتخاب موضوعات برای بینشی که در مورد رفتار سیالات در حال حرکت ارائه می‌دهند، به جای اهمیت عملی آنها انجام شده است. همچنین تفاوت‌هایی با بسیاری از کتاب‌های موجود در مورد دینامیک سیالات در شاخه‌های مورد بررسی وجود دارد که تا حدودی نشان‌دهنده تغییر علاقه در سال‌های اخیر است. به طور خاص، کاربردهای ژئوفیزیکی و اخترفیزیکی تحولات اساسی مهمی را در موضوعاتی مانند همرفت، جریان طبقاتی و دینامیک سیالات در حال چرخش ایجاد کرده‌اند. این تحولات تاکنون تنها به میزان محدودی در محتوای کتاب های درسی منعکس شده است.

To classify a book as 'experimental' rather than 'theoretical' or as 'pure' rather than 'applied' is liable to imply umeal distinctions. Nevertheless, some Classification is necessary to teIl the potential reader whether the book is for him. In this spirit, this book may be said to treat fluid dynamies as a branch of physics, rather than as a branch of applied mathematics or of engineering. I have often heard expressions of the need for such a book, and certainly I have feIt it in my own teaching. I have written it primariIy for students of physics and of physics-based applied science, aIthough I hope others may find it useful. The book differs from existing 'fundamental' books in placing much greater emphasis on what we know through laboratory experiments and their physical interpretation and less on the mathe­ matieal formalism. It differs from existing 'applied' books in that the choice of topics has been made for the insight they give into the behaviour of fluids in motion rather than for their practical importance. There are differences also from many existing books on fluid dynamics in the branches treated, reflecting to some extent shifts of interest in reeent years. In particular, geophysical and astrophysical applications have prompted important fundamental developments in topics such as conveetion, stratified flow, and the dynamics of rotating fluids. These developments have hitherto been reflected in the contents of textbooks only to a limited extent.