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Please use this identifier to cite or link to this item: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/46586

Title: 波浪與透水結構物互制之研究(II)
Authors: 黃榮鑑;謝志敏
Contributors: 國立臺灣海洋大學:系統工程暨造船學系
Keywords: 孔隙結構物;透水潛堤;雷諾平均方程式;渦流
Date: 2008
Issue Date: 2018-05-24T07:46:01Z
Publisher: 行政院國家科學委員會
Abstract: 摘要:在海岸與近海工程中,波浪與多孔介質之間的相互作用問題是個普遍存在而又難以 處理的問題,因此對其相互作用的研究具有重要的意義和工程應用價值。從以前的文獻 中可發現求解透水結構物之數學模式,有許多經驗係數,且水理機制不是很明確,所以 本計畫試著發展一套合理數學模式來計算透水結構物附近之流場與波形變化,探討渦流 生成及其特性,並分析渦流與波能消滅之關係,以了解波浪通過透水結構物之流場機 制。在以往之研究多忽略流体的黏滯性並假設流場為非旋流,來探討波浪變形、反射率 等,此方法與實際流場不合。考慮紊流效應加以探討者付之闕如,本計畫為了獲得更準 確的模擬,在前人的研究成果基礎上,擬用完整的 Reynolds Averaged Navier-Stokes 方 程式,作為紊流流場的控制方程式,使用k - e 紊流模式來閉合 Reynolds 平均 Navier-Stokes 方程式,不同於前人採用勢流的觀點或未考慮紊流效應;自由液面採用流 體體積方法來處理。在結構物及複雜邊界的處理預計採用通度係數法 (Fractional Area Volume Obstacle Representation FAVOR) 和嵌入邊界法 (Embedding Boundary Method) 方式。本計畫擬發展 RANS 透水碎波數值模式,進行波浪通過不同配置之透水結構物 附近之流場模擬。 本計畫分成四大主題的研究,第一個主題為波浪通過透水潛堤流場之探討;第二個 主題為波浪通過透水底床之流場之探討;第三個主題為波浪通過透水人工沙漣底床之流 場的探討;第四個主題為波浪於透水斜波之流場的探討。本研究為三年期計畫,主要工 作發展數值模式探討波浪通過各種透水結構物之流場特性,第一年主要工作為發展數值 模式探討波浪通過透水潛堤和透水底床之流場,目前進度已經發展出波浪透水數值碎波 模式,應用通度係數法和嵌入邊界法技術在處理任意複雜幾何邊界的障礙物和多層的透 水結構物。今年度為第二個執行年度,第二年利用第一年發展之數值模式探討波浪通過 透水人工沙漣底床之流場,討論波浪在透水人工沙漣底床之流場之渦流生成和與減衰, 進而探討共振流場與非共振流場之差異;第三年探討在波浪在透水斜坡上之運動特性, 包括淺化、溯升、溯降和碎波等特性,討論溯升和溯降受孔隙率之影響。 本計畫主要探討波浪通過透水結構物時,渦流生成與減衰在不同Ur 數、透水結構 物高度與水深比、透水結構物長度、孔隙率、滲透係數之影響。為了研究波浪通過透 水結構物後非線性效應影響,本計畫藉由 FFT 討論波浪變形及主頻至高倍頻波浪振幅 的變化。也採用希爾伯特黃轉換 (Hilbert Huang Transform,HHT) 和小波分析 (wavelet analysis) 法來分析波浪通過透水結構物之波浪變形機制。主要針對波浪通過透水結構 物之渦流生成及其特性,分析渦流與波能消滅之關係,藉由渦流生成位置、渦流大小、 渦流強度、渦心的移動、渦流能量及渦流生成與消散之運動行為,以瞭解透水結構物 消減波浪能量之能力,並分析透水結構物消能與渦流生成之關係,進一步瞭解透水結 構物消能之機制,其研究成果可提供工程單位設計透水結構物消波之參考。
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/46586
Appears in Collections:[系統工程暨造船學系] 研究計畫

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