臺灣博碩士論文加值系統

船艦上層煙流所排放的廢氣其成分多具有腐蝕性，煙流所造成的影響，將會導致船艦甲板裝備的侵蝕與汙染，以及艦上人員的健康安危，甚至對後方直升機起降造成安全上的顧慮，因而，在船艦煙流的預測上將是個十分值得探討的問題。影響船艦煙流的因素眾多且複雜，如入流風速、煙囪排放速度、煙囪排放溫度、煙囪高度、前方裝備等，皆會對煙囪流場造成影響，為避免煙流的排放會造成危害，將設法改變煙流路徑，以減少艦上裝備與人員發生危害的可能，甚至於可提高直升機起降的安全。本文將使用計算流體力學以模擬船艦煙流以及直升機旋翼旋轉之運動模式，分析對象為派里級軍艦以及S70C反潛直升機，藉以探討船艦裝備、煙囪口構型、煙囪導流罩以及直升機旋翼旋轉運動等因素對煙流所造成的影響，直升機模擬部分將使用滑移網格技術(Sliding Mesh)，以模擬旋轉時之氣流，並建立船艦煙流模型，可用以提供船艦設計與開發時之重要資訊。

The exhausted gases from ships upper smoke are corrosive. They will erode and pollute the equipments on the deck, harm the people’s health on the ship deck, even threat the flight crew’s safety. So, predicting the plume trajectory is necessary and helpful. The factors influent the plume flow are numerous and complicated, such as wind velocity, exhausted gases velocity from the plume, the plume temperature, the plume height, the front structures, and so on, all of them will affect the gases flow. For preventing the gases create damage, we need to make design to change its path for decreasing the possibility to hurt the people and machine, the more important is to ensure the flight crew’s safety. This paper will use CFD(Computational Fluid Dynamics) to simulate the ship plume flow and helicopter’s motion, and will analysis the Perry Class vessel and the helicopter S70-C. The purpose is to discuss the influent from superstructures, the shape of the plume, the wind deflectors, and the helicopter’s motion. In the helicopters part, we will use the sliding mesh technique to simulate the flow when the helicopter is hovering, and establish the ship model to provide the ship design and development.

誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xi
1. 前言 1
1.1 研究動機 3
1.2 研究目的 4
1.3 文獻回顧 6
2. 船體、直升機幾何構型與數值流場計算域網格製作 12
2.1 船體、直升機幾何構型設計 13
2.2 流場網格製作與流場邊界條件設定 14
3. 船艦煙流模擬數值方法 26
3.1 統御方程式 26
3.2 紊流模式 28
3.3 有限體積法 33
4. 船艦上層結構物對艦船上構流場影響之研究 37
4.1 船艦上構裝備對艦船流場影響之研究 37
4.2 上構裝備建置位置變化對上構流場之影響 38
4.3 船體上層結構構型變化對上構流場之影響 39
5. 艦船煙囪構型設計與煙流對直升機起降之影響 51
5.1 導流罩對於船艦煙囪流場之影響 51
5.2 煙囪構型對於直升機流場之影響 52
5.3 船艦煙流排放對直升機起降安全影響探討 53
6. 結論 75
參考文獻 76
自傳 79

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