白家祉

白家祉人物生平

早年求学

白家祉，1917年6月11日生于河北省易县梁各庄。父亲白广善，曾任军医，于1931年病逝。因家庭兄弟姐妹众多，境遇甚为困苦。1935年，白家祉考取清华大学公费生。1937 年，抗日战争爆发，随学校南迁，于1939年在昆明西南联合大学毕业获学士学位。毕业后，留校任机械系助教。1945年考取清华第六届留美公费生，入美国麻省理工学院学习，获取硕士学位后转入美国哈佛大学师从H.M.Westergarrd教授研究结构动力学。

回国发展

在美国求学期间，白家祉关心国内形势发展。1948年间他与侯祥麟共同筹建中国科协波士顿分会，动员留美同学学成后早日回国，为祖国建设服务。1949年7月获取博士学位后带头启程经过香港于8月底回到已解放半年的北京。他多次写信给美国的中国同学宣传党的政策。不久，吴仲华、李敏华、黄茂光、张建侯、洪朝生等也相继回国。白家祉回国后，在清华大学化工系任教授，讲授力学、化工机械及化工数学等课程。1952年化工系改为石油系。随后参加了北京石油学院的筹建工作。1953年，学院由清华园迁往学院路新校址后，他担任教研室主任，并讲授机械零件、机械原理等多门课程。他亲自翻译苏联教材，并写成详细讲稿进行教学。1956年任副教务长，并招收副博士研究生。白家祉于1952年参加“九三”学社，后任石油学院支社主任。1958年在“反右”中受到不公正待遇，于1980年平反。1962年2月调往西安石油学院任教研室主任，讲授多门基础课程，并为培养青年教师开设了高等力学、工程数学等进修课程。“文化大革命”期间，下放劳动至1976年“四人帮”倒台。此后曾被派去济南柴油机厂协助解决曲轴断裂问题。20世纪70年代后期，研究井斜控制技术。

学术研究

1980年，由西安调到石油工业部石油勘探开发科学研究院钻井工程研究所任教授级高级工程师，并担任定向钻井课题组长，完成了国家“七五”期间的重大科技攻关项目，在“定向井轨道控制技术”及“套筒型变向器”两个专题的研究中，取得了丰硕成果。1984年被国务院学位委员会批准为首批博士生导师，随即开始招收博士研究生。他在指导研究生或青年人时，注重科学研究方法。在选择科研课题时，他说，为人和做学问都一样，不应有任何投机取巧，要讲求一个“诚”字。白家祉说到做到，率先垂范，因此，学生们十分敬重他。他先后培养了8名硕士生和两名博士生。同时，完成了在学术界颇有影响的《井斜控制理论与实践》的专著。1987年8月，年满70岁的白家祉退休了，但他仍然关心石油钻井事业的发展，继续做一些科技咨询工作。

白家祉个人履历

教授。北京人。1939年毕业于清华大学机械系。1946年获美国马萨诸塞理工学院应用力学硕士学位。1949年获美国哈佛大学科学博士学位。同年回国。历任清华大学教授、机械系副主任，北京石油学院、西安石油学院教授，石油部石油勘探开发研究院高级工程师。改进了石油钻机的链条设计。对柴油机的振动理论有较深研究。对钻井泥浆的流变物性提出一种双曲型模式；在定向钻井工艺中提出了纵横弯曲法来求解钻具组合的受力与变形，并于1986年被美国石油工程师学会列入教科书中。撰有《应用纵横弯曲连续梁理论求解钻具组合的受力与变形》、《套管型钻井变向器》、《双曲流变模式的室内和现场论证》等论文。

白家祉个人简历

1917年6月11日 生于河北省易县梁各庄。

1935-1939年 在清华大学学习，获学士学位。

1939-1945年 在昆明西南联合大学工学院机械工程学系任助教、教员。

1945-1946年 在美国麻省理工学院学习，获硕士学位。

1946-1949年 在美国哈佛大学工科研究院学习，获博士学位。

1949-1951年 任清华大学副教授。

1951-1953年 任清华大学教授。

1953-1962年 任北京石油学院教授。

1956-1958年 任北京石油学院副教务长。

1962-1980年 任西安石油学院教授。

1980-1987年 任北京石油勘探开发科学研究院教授级高级工程师。

1987年8月 退休。

白家祉个人成就

论证链条传动存在“临界转速”

1953年，白家祉在北京石油学院讲授“机械零件”课程，结合教学内容开展科学研究工作。当时所采用的苏联教材对链条传动的计算方法属经验设计不够完善，且影响到国产链条的质量。他认为影响链条的因素很多，仅各取一个安全系数，然后相乘作为总的安全系数的这种做法太不准确，应从力学角度深入进行理论分析，便首先对“回转不均匀性”进行了研究。经过数理分析，他论证这项结论原是错误的，而实际情况却是存在着一种“临界转速”，当转速超过这个临界值时，回转就会变为均匀。1957年，他将研究结果写成《套筒滚子链支负荷分析》论文，在《机械学报》上发表，引起了科技界同行的高度重视。中国科学院长春机械研究所负责人登门拜访他，并专门成立实验室进行科学验证。此外，他对齿轮传动的计算方法也进行了研究；论证了套筒滚子链条所受到的撞击载荷与套筒链板之间紧配合的关系以及与润滑方法之间的关系等。这些研究成果对改善链条传动设计，提高制造的精确度起到重要作用。

解决了大马力柴油机曲轴断裂问题

1976年至1977年，白家祉到济南柴油机厂搞科技攻关。济南柴油机厂的V12-190机组已成批生产并大量在国内各大油田使用。厂方为扩大此型机组的系列产品，研制8缸机组，在试运转中出现曲轴断裂的严重问题。若按简单的强度计算，8缸机马力较小，曲轴较短，其尺寸及材料则与12缸所用的完全相同，曲轴承载能力理应有所加强，但结果却产生了断裂，让人十分不解。白家祉通过研究和精确的曲轴扭转振动计算后，查明原12 缸型的飞轮采用了柔性结构使其有效惯性矩较小，因而可避免造成曲轴断裂的六阶共振；而8缸型采用相同的飞轮结构，则刚好造成使此机曲轴断裂的四阶共振。白家祉经过进一步研究找到了解决的好办法，把曲轴改成刚性结构并适当增加其重量，即可完全避免四阶共振，保证曲轴安全。白家祉对此型系列大马力柴油机还进行了多方面的科学研究，认为柴油机采用的一种硅油减振器，其缺点是重量大、成本高。他设计一种层板式弹簧减振器，其优点是重量轻，成本低，耐用、可靠，并且具有很强的阻尼减振效果。此外，他还对减小整机振幅，降低噪音，改善燃烧室等方面进行了有效的研究。

对“纵横弯曲法”的新建树

在定向井轨道控制理论方面，白家祉对“纵横弯曲法”有新发展、新贡献。“纵横弯曲法”是在钻井过程中，对井下钻具组合的分析方法。它主要研究组合钻具的受力与变形，以控制钻头钻进方向。

这项研究国外开始于20世纪50年代。1953年，美国鲁宾斯基首先提出了钻柱模型，导出了相应的数学方程式，但只是对简单的钻具组合进行一维分析。因为计算模型与实际情况不符，1954年他重新进行了修正。70年代，定向井、水平井的发展，提出了对弯曲井眼内扶正器（稳定器）组合钻具求解的要求。国外对这样复杂的问题只提出了一些近似的求解方法。白家祉于70年代后期开始研究这一课题，提出了“纵横弯曲法”的精确解法，经油田现场试验，证实了求解方法的正确性。1982年，白家祉的《应用纵横弯曲梁理论求解钻具组合的受力与变形》论文，在国际石油工程会议上发表，使大家耳目一新。“纵横弯曲法”经过不断完善，现在已经成为用于钻井工程的代表方法之一。它不仅使计算更为精确，而且大大减少了计算工作量，在大型计算机上几分钟才能得出的计算结果，简化到在PC微型机上几秒钟即可完成。这种新方法具有模型合理、物理意义清晰、解法简洁及计算精确等特点。

白家祉主要论著

1 白家祉.套筒滚子链条回转不均匀性的计算.机械工程学报，1957.7

2 白家祉.带屈伏值的假塑性流体的双曲模式方程与压降计算式.石油学报，1980.4

带屈伏值的假塑性流体的双曲模式方程与压降计算式实验验证.石油学报，1980.7

3 白家祉.国际石油工程会议论文集.应用纵横弯曲连续梁理论求解钻具组合的受力与变形.北京：石油工业出版社，1982.3（SPE 10561）

4 白家祉.关于稳斜钻具的选择.石油钻采工艺，1985（1）

5 白家祉.A New Design of Azimuth Controller for Rotary Drilling.38届加拿大国际石油会议（Calgary）1987.6

6 白家祉，等.纵横弯曲法对钻具组合的三维分析.石油学报，1989.4

7 白家祉，苏义脑.井斜控制理论与实践.北京：石油工业出版社，1990

白家祉所获荣誉

在“七五”国家科技攻关项目“定向井、丛式钻井技术研究”中，白家祉的“井身下部钻具组合的受力分析研究”（即纵横弯曲法）和“圆筒型方位控制器”两项成果获得中国石油天然气总公司（部级）1990年科学技术特等奖。他被评为国家“七五”科技攻关先进个人，出席了国家计委、国家科委、财政部联合召开的国家“七五”科技攻关总结表彰大会。党和国家领导人江泽民、李鹏出席了会议，并亲自为他们颁奖。