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Please use this identifier to cite or link to this item: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/12145

Title: 三維數值造波水槽開發研究(III)
Development of 3-D Water Wave Basin by Boundary Element Method (III)
Authors: 周宗仁
Contributors: NTOU:Department of Harbor and River Engineering
國立臺灣海洋大學:河海工程學系
Keywords: 三維水槽;數值模擬;邊界元素法
Boundary element method;3D numerical wave basin;Solitary wave;Serpent-type wave generator;PC Cluster
Date: 2005-08
Issue Date: 2011-06-29T01:38:17Z
Publisher: 行政院國家科學委員會
Abstract: 摘要:近些年來,隨著電腦的迅速發展與普及化,利用不同數值方法所建立的數值模式逐漸被開發,作為解析各種不同結構物對波浪之消波性、安定性等水理特性之工具,雖然水工模型之實物試驗仍有其必要性,但開發各種數值水槽以分擔水工模型實驗之龐大經費及場地問題已成為一未來趨勢。 本人在考量水面為強非線性條件下,在時間領域內完成二維斷面規則及不規則波數值造波水槽的開發,完成孤立波在緩坡上碎波的數值模擬,並完成孤立波的數值碎波指標。本人將再次以邊界元素法建立一模擬非線性造波問題之數值模式,以Lagrange法描述流體運動,同時配合時間差分觀念解析三維波浪之造波、傳遞與變形之問題,於虛擬造波邊介面導入各種造波條件,即可藉由此數值模式來模擬實際造波水槽之各種造波問題,本文解析時採用活塞式造波機(piston type wave generator)之造波條件,模擬活塞式造波機之造波過程,解析過程並考量其自由水面之非線性條件。 在做法上是將三維水槽的界面切割呈許多微小的四邊形線形元素,利用邊界元素法解析邊界值問題。遇到數學上特異點時,則運用保角映像法(conformal mapping)來消除;遇到幾何學上邊界的不連續時則利用三節點法(triple-node method)來解決不同邊界條件之共存問題,此三節點法乃由本人在解析二維造波問題時所採用二節點法(double-node method)之延伸。另外在數值上所產生的誤差,將以節點間距離平方之反比為權重加以平滑化,屆時會考慮多種平滑方式。 數值解析例,於九十二年與九十三年之研究計畫(三維數值造波水槽開發研究,NSC92-2611-E-019-020,NSC93-2611-E-019-012)完成規則波對無地形地物的水槽進行造波模擬,建立數值模式,進而對孤立波、短峰波造波模擬。 本研究是上述研究計畫之延續,接著對單方向不規則波、多方向不規則波進行數值造波模擬,完成所有波浪型態在有地形地物之水槽中的造波模擬,並利用水工模型試驗加以驗證。最後透過可視化的作業,將複雜的數值計算結果,利用軟體製成動畫描述結果。
Relation: NSC94-2611-E019-010
URI: http://ntour.ntou.edu.tw/ir/handle/987654321/12145
Appears in Collections:[河海工程學系] 研究計畫

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