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床面附近泥沙运动的分析

水科学进展 2003年第5期14卷 569-575页

作者：刘青泉周济福舒安平中国科学院力学研究所清华大学水沙科学教育部重点实验室北京100084

基于水、沙两相的分相测量试验结果,分析了床面附近泥沙颗粒的脉动和力学特性,指出床面附近的泥沙运动有着特殊的力学机制:颗粒相具有较强的非湍流脉动,其产生的脉动应力对颗粒的运动起着重要作用。论述了沙粒在水流中从推移运动到扬起... 详细信息

基于水、沙两相的分相测量试验结果,分析了床面附近泥沙颗粒的脉动和力学特性,指出床面附近的泥沙运动有着特殊的力学机制:颗粒相具有较强的非湍流脉动,其产生的脉动应力对颗粒的运动起着重要作用。论述了沙粒在水流中从推移运动到扬起悬浮的物理过程,讨论了过去一些理论中存在的问题和不足,概括了泥沙颗粒在水流中从床面扬起的基本模式,运用两相流理论分析了沙粒在水流中扬起的动力学机理。根据颗粒运动的垂向动量平衡原理,对泥沙颗粒的垂向浓度分布规律作了新的分析解释。证实了除浓度梯度之外,颗粒相的垂向脉动强度梯度也是泥沙扩散的重要扩散势,进一步揭示了悬移质浓度垂线分布存在两种类型的内在机理。

关键词：泥沙运动力学特性非湍流脉动床面水流扩散机制

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适宜海水钻井液体系新前置液实验和现场试验

力学学报 2007年第4期39卷 442-448页

作者：周济福刘东清中国科学院力学研究所北京100080

前置液是影响固井质量的重要因素之一,对于海水钻井液体系,如何选用前置液是一个新的课题．提出了一种适宜于海水钻井液体系的新型前置液,对其在固井过程中的各种性能进行了室内实验研究,结果表明:新型前置液与海水钻井液、固井水泥浆... 详细信息

前置液是影响固井质量的重要因素之一,对于海水钻井液体系,如何选用前置液是一个新的课题．提出了一种适宜于海水钻井液体系的新型前置液,对其在固井过程中的各种性能进行了室内实验研究,结果表明:新型前置液与海水钻井液、固井水泥浆及盐水等环境流体有良好的相容性,对井壁具有稳定作用,其中的固体颗粒及表面活性剂有利于冲刷海水钻井液形成的泥饼．在此基础上,将新型前置液应用于胜利油田的固井作业,进行现场试验,发现:应用新型前置液后,环空水泥浆界面清晰,混浆段长度缩短,第2界面的胶结质量有明显提高．

关键词：固井固井质量前置液水泥浆海水钻井液环空驱替

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渗流力学研究的现状和发展趋势

力学与实践 2007年第3期29卷 1-6页

作者：周济福中国科学院力学研究所工程科学部北京100080

简述了水利、环境、能源工程和生物学中的渗流力学问题,扼要概括了渗流力学理论研究的现状,并指出渗流力学在多孔介质描述、裂缝型介质渗流、多相多组分渗流、物理化学渗流、非线性渗流、非饱和渗流、微观渗流、渗流模拟等理论及相关方... 详细信息

简述了水利、环境、能源工程和生物学中的渗流力学问题,扼要概括了渗流力学理论研究的现状,并指出渗流力学在多孔介质描述、裂缝型介质渗流、多相多组分渗流、物理化学渗流、非线性渗流、非饱和渗流、微观渗流、渗流模拟等理论及相关方法和测试技术等方面的发展趋势．

关键词：多孔介质渗流力学研究趋势

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剪切流场中含内流立管横向涡激振动特性

力学学报 2021年第7期53卷 1876-1884页

作者：段金龙周济福王旭陈科中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海交通大学上海200240

立管是海洋工程中输送油气或其他矿产资源的必备结构,外部洋流引起的立管涡激振动影响着立管的疲劳寿命,危害深海资源开发.本文基于欧拉-伯努利梁方程,结合半经验时域水动力模型,建立剪切流与内流耦合作用下海洋立管涡激振动预报模型,... 详细信息

立管是海洋工程中输送油气或其他矿产资源的必备结构,外部洋流引起的立管涡激振动影响着立管的疲劳寿命,危害深海资源开发.本文基于欧拉-伯努利梁方程,结合半经验时域水动力模型,建立剪切流与内流耦合作用下海洋立管涡激振动预报模型,运用有限元方法和Newmark-β逐步积分法求解方程,首先将数值模拟结果与实验数据进行对比,验证模型正确性.然后,运用此模型,对剪切流作用下含内流的顶张立管在不同内流速度和密度下的横向涡激振动响应特性进行研究,主要分析了立管的横向振动模态、振动频率以及均方根位移等涡激振动参数随内流速度和密度等参数的变化规律.结果表明,在剪切流场中,含内流海洋立管在横向上表现出多模态多频率的涡激振动;立管横向振动的最大均方根位移随内流速度和密度的增大而增大,特别是当内流速度较大时,横向最大均方根位移增大明显;立管横向振动的主导频率随内流速度和密度的增大而减小,并且内流密度的增大同样会引起模态转换和频率转换.

关键词：横向涡激振动内流剪切流半经验水动力模型

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黏性泥沙絮凝沉降的数值研究

物理学报 2010年第5期59卷 3315-3323页

作者：王龙李家春周济福中国科学院力学研究所环境力学重点实验室北京100190

盐度等因素对泥沙絮凝沉降的影响是本文的研究目的.考虑了泥沙颗粒在水中的多体相互作用,以及颗粒间的XDLVO势.分析了盐度、泥沙浓度、Hamaker常数、水合作用对泥沙絮凝沉降的影响.获得的泥沙絮凝沉降速度的拟合公式与计算和试验相符,... 详细信息

盐度等因素对泥沙絮凝沉降的影响是本文的研究目的.考虑了泥沙颗粒在水中的多体相互作用,以及颗粒间的XDLVO势.分析了盐度、泥沙浓度、Hamaker常数、水合作用对泥沙絮凝沉降的影响.获得的泥沙絮凝沉降速度的拟合公式与计算和试验相符,对于工程实际有重要参考意义.

关键词：絮凝沉降多体作用斯托克斯动力学 XDLVO

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推移质输沙量的计算及其应用

力学与实践 2000年第6期22卷 34-36页

作者：周济福中国科学院力学研究所北京100080

基于推移质输沙率与水流动力条件之间的关系，提出了一种计算年平均推移质输沙量时，代表性水流动力条件的选择方法，同时将断面分为若干子断面进行计算，可以解决推移质沿断面不均匀输移的计算困难，计算过程中还考虑了推移质级配的逐... 详细信息

基于推移质输沙率与水流动力条件之间的关系，提出了一种计算年平均推移质输沙量时，代表性水流动力条件的选择方法，同时将断面分为若干子断面进行计算，可以解决推移质沿断面不均匀输移的计算困难，计算过程中还考虑了推移质级配的逐时变化．所提出的计算方法应用于黄河青铜峡水库，计算了年平均推移质量，结果与实测淤积量符合很好．

关键词：推移质输沙量水流动力推移质级配

尺度参数对海上风机基础结构波浪力特征的影响

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中国科学：物理学、力学、天文学 2016年第12期46卷 65-76页

作者：陈凌周济福王旭中国科学院流固耦合系统力学重点实验室中国科学院力学研究所北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

为适应大容量海上风机的承载需求,支撑机构的尺度越来越大,在水动力学上可能介于小尺度和大尺度之间.对于这类中等尺度的结构,其波浪力的组成和计算方法对于海上风电工程设计十分重要.本文通过建立数值波浪水槽,对直立圆柱在线性波条件... 详细信息

为适应大容量海上风机的承载需求,支撑机构的尺度越来越大,在水动力学上可能介于小尺度和大尺度之间.对于这类中等尺度的结构,其波浪力的组成和计算方法对于海上风电工程设计十分重要.本文通过建立数值波浪水槽,对直立圆柱在线性波条件下的波浪力进行数值模拟研究.通过分别求解带自由面的Navier-Stokes(N-S)方程和Euler方程,准确分离黏性力与惯性力,详细探讨了黏性力和惯性力随圆柱尺度比的变化规律,给出了各自表现显著的尺度区间,定量分析了忽略黏性力或绕射力产生的误差.据此提出了中等尺度的概念,并给出了不同尺度结构波浪力的计算方法.

关键词：波浪力黏性效应绕射效应中等尺度数值波浪水槽

“海洋结构与装备的关键基础科学问题”研讨会学术综述

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力学学报 2014年第2期46卷 323-328页

作者：周济福颜开詹世革张攀峰孟庆国汲培文中国科学院力学研究所北京100190 中国船舶科学研究中心无锡214082 国家自然科学基金委员会数理科学部北京100085

简要介绍了"海洋结构与装备的关键基础科学问题"研讨会的基本情况,对邀请报告分类进行了学术综述,对专家们的自由发言和集中研讨形成的研究对象及前瞻性关键科学问题进行了归纳总结.

关键词：海洋结构与装备关键基础科学问题学术研讨

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鱼咀及丁坝对长江口航道分流分沙的影响

应用数学和力学 2004年第2期25卷 141-149页

作者：周济福李家春中国科学院力学研究所北京100080

　利用水平二维水流、盐度、泥沙数学模型研究了长江口航道整治工程(一期)实施前后,航道的分水分沙特点,重点讨论了束水丁坝的长度、潜堤的方向对航道分流比、分沙比的影响·　数值模拟结果表明,双导堤工程减少了航道的分沙量,这有利于... 详细信息

　利用水平二维水流、盐度、泥沙数学模型研究了长江口航道整治工程(一期)实施前后,航道的分水分沙特点,重点讨论了束水丁坝的长度、潜堤的方向对航道分流比、分沙比的影响·　数值模拟结果表明,双导堤工程减少了航道的分沙量,这有利于维护航道的畅通,但同时也使航道的分流比减小·　航道分流分沙比的改变可通过调整各水工建筑物的布置或尺寸来实现·　与束水丁坝长度的影响相比。

关键词：长江口航道整治工程分水分沙数学模型