《複雜地形下的海底濁流及其沉積的三維數值模擬》是依託安徽工業大學，由黃河清擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜地形下的海底濁流及其沉積的三維數值模擬
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃河清
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過建立一個基於多相流及二方程湍流模型、包含底部動態邊界的有關沉積物顆粒的河床搬運及夾帶與沉積等主要物理過程的海底濁流的三維數值計算模型，研究和油氣儲層的濁積岩的形成密切相關的海底濁流在各種複雜地形下（如不同坡度、形狀及彎曲程度的三維海底峽谷）和不同的環境流體（如有密度分層或無分層）中的流動特徵及其沉積分布特徵，使其成為我國海底油氣資源勘探開發的得力助手， 同時也為海底沉積學的研究提供有益的新的手段。
結題摘要
本研究數值計算模擬了濁流在水下不同彎曲度及不同邊坡坡度的梯形渠道內的流動及沉積，得出了一系列和觀察事實相符可證明模擬可靠性的結果，如超升高、溢出及外彎道處的濁流剝離等；更有許多新的如下述有重要套用價值的發現。已有三篇學術論文發表在國際權威SCI收錄期刊上，其中最近發表在Marine Geology上的論文在審稿時得到了國際有關海底濁流及沉積研究的著名專家英國國家海洋研究中心所長Dr.Wynn的“為對海洋地質學家來說感興趣的有用的貢獻”的高度評價，培養了五名研究生及青年教師進行濁流的研究，有２篇論文已分別被＜沉積學報＞及＜石油與天然氣地質學＞接受，另有２篇同行審閱之中。編著了全新的含有重力流研究的《環境流體力學》（ISBN978-7-5650-1016-3）教材，現正在對初次排版進行審稿。本研究的一些主要發現有： (1) 首次指出濁流二次流的形態不僅和流態有關，還和渠道的形狀及彎曲度有關；通過模擬釐清了梯形渠道內重力流的沿邊坡下沉的二次流在彎道內岸處被離心力促進和擴大，形成類似和明渠流反向的二次流表象，而外岸的二次流則受到擠壓而僅位於外岸下邊角處； (2) 海底濁流在彎道頂點處的沉積特徵為：底部外邊角處沉積較多且粒徑較大，外堤岸沉積明顯較內岸的厚且呈上凹狀，內堤岸沉積較薄且呈微上凸狀；(3) 海底濁流在彎道轉換處渠道內部的沉積和直渠道的類似，但其兩堤岸的沉積特徵繼承了各自上游彎道處的沉積特徵； (4) 沿流向的切入彎曲渠道內部及邊坡剖面的沉積特徵為較厚的粒度較大的渠底沉積間隔以朝上的弓弧形較薄的堤岸沉積；沿彎曲渠道堤岸邊剖面的沉積特徵為不對稱的波狀起伏，濁流流向是由較短的上升面指向下降面，波峰對應彎道外岸的下游處，而波谷對應內岸的下游處； (5) 不同入流機制的濁流在斜坡及水平波狀地形上的沉積特徵明顯不同：突然釋放型濁流在上下游以及波峰波谷的沉積厚度差別小且各次濁流事件在垂向上的粒徑分布呈逆序狀；而穩定連續入流型濁流的上游沉積較下游以及波峰沉積較波谷的明顯地厚且粒徑分布呈由上游至下游的由粗到細的自然分選。 這些研究成果對於促進深刻理解海底濁流的流動和沉積的關係以及根據野外觀測地層剖面或地震波勘探剖面及岩芯觀察等來推斷和濁流相關的油氣儲層的大小及分布狀況有著一定的套用價值。
