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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴志鈞
研究生(外文):Chin-Chun Lai
論文名稱:定床渠道中潛沒式導流板下游流場量測及底床剪應力分析
論文名稱(外文):Measurement and analysis of downstream flow and shear stress induced by a submerged vane in a fixed bed channel
指導教授:歐陽慧濤
指導教授(外文):Huei-Tau Ouyang
學位類別:碩士
校院名稱:國立宜蘭大學
系所名稱:土木工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:潛沒式導流板聲波都卜勒測速儀尾跡渦流剪應力因次分析
外文關鍵詞:submerged vaneAcoustic Doppler Velocimeterwake vortexshear stressdimensional analysis
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河川潛板系統是國外常見之河川護岸工法,水流經過潛板時於下游流場產生尾跡渦流,藉由此一尾跡渦流抵消彎道中的二次流,以保護河川凹岸不被侵蝕。由於受到流體紊動與黏滯效應的影響,近床徑向剪應力不僅在橫斷面會有消散的情況發生,越往下游則亦會有衰竭消散的情形。本研究之目的在應用三維聲波都卜勒測速儀對各種尺寸之潛板所產生的流場進行量測,結合前人的研究結果,將徑向流速轉換為徑向剪應力,找出潛板在各種尺寸下於底床所產生之徑向剪應力的分布情形。研究結果顯示,尾跡渦流在潛板下游10倍水深時之強度約為1倍水深時的一半,設置角度25°之潛板效能優於設置角度15°之潛板,在本研究討論的範圍內潛板高度的最佳設計值為0.52~0.8倍水深,潛板長度的最佳設計值為1.6倍水深,於設計潛板時可依據潛板的設置目的選擇適當的潛板尺寸。
Submerged vane system is a technique for river bank protection. By inducing a wake vortex downstream, the secondary vortex in the channel bend responsible for the erosion of the concave bank is reduced and the foundation of the bank is strengthened. Due to the viscous and turbulent dissipation of the fluid flow, the strength of the vane-induced near bed transverse shear stress gradually decreases both in the transverse and stream-wise direction. Using a 3D Acoustic Doppler Velocimeter, this study measured the near bed transverse velocity induced by vanes with various dimensions. The vane-induced transverse bed shear stress is then calculated by utilizing a formula deriued by previous researchers. The results show that the strength of the wake vortex at 10 water-depths downstream of the vane drops down to half of the strength at 1 water-depths downstream. The performance of the vanes with 25° to the flow is better than those with 15°. In the cases studied, the optimal vane-height is with in the range of 0.52~0.8 water-depths and the optimal vane-length is 1.6 water-depths. The selection of the vane-dimension thus relies up on the purpose of the vane.
摘要
Abstract
誌謝
目 錄
表目錄
圖目錄
符號表
第一章 緒論
1-1 前言
1-2 文獻回顧
1-3 研究目的
1-4 研究方法
1-5 論文架構與研究流程
第二章 試驗佈置
2-1 試驗水槽
2-2 潛板設置
2-3 三維聲波都卜勒測速儀
2-3-1 ADV原理
2-3-2 儀器設備介紹
第三章 試驗量測
3-1 因次分析
3-2 試驗條件
3-3 底床徑向剪應力
3-4 資料分析
第四章 資料分析與模式建立
4-1 最大徑向剪應力之迴歸分析
4-2 徑向剪應力分布幅度之迴歸分析
第五章 結果與討論
5-1 縱斷面最大徑向剪應力分布
5-1-1 最大徑向剪應力於水流方向之變化
5-1-2 潛板高度對最大徑向剪應力之影響
5-1-3 潛板長度對最大徑向剪應力之影響
5-2 橫斷面徑向剪應力分布
5-2-1 徑向剪應力分布幅度於水流方向之變化
5-2-2 潛板高度對徑向剪應力分布幅度之影響
5-2-3 潛板長度對徑向剪應力分布幅度之影響
5-3 潛板最佳設計
第六章 結論與建議
6-1 結論
6-2 建議
參考文獻
參考文獻
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