本論文之主要目的在於利用有限元素法及引進罰制性函數之技巧,來分析 不可壓縮且具有黏性之流體通過 B-S之人工結構物時所產生之反應。本研 究的重點包含有三部份:(1).自動生成網格及帶寬縮減之技巧,(2).穩態 流況下之流場反應,(3).非穩態流況下,物理參數隨時間而變化之分析。 計算之部份結果並與現有文獻中,利用雷射測速儀實驗及其他數值方法所 得之結果進行比較,從中而驗証了本研究結果之正確性與信賴度。無論何 種流況,由於結構物之阻礙,使得流體分為兩股噴射流,並於結構物之下 方產生一主要迴流,而在結構物上方產生一較小迴流。又因流域幾何斷面 的變化非常急遽,使得沿壁剪應力或壓力等在結構物鄰近及迴流的區域均 有顯著之變動。在非穩態流方面,速度場與壓力場等物理性質皆與穩態流 有著相似之變化,並且由於具有週期性之本質,各物理量隨時間的變化而 與正弦函數成正比關係。在本研究中,電腦模擬已充份地描述此類型流場 之行為,而其結果更可提供相關工程領域之參考價值。
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