臺灣博碩士論文加值系統

本論文成功的在旋轉水槽中，以吸取一些量，產生一單一的柱狀渦漩，並使用影像處理方法(PTV)，解決以往以人力在處理資料時所耗的時間，與擷取資料點的不足。在實驗上以(1)染料注入法及(2)雷射顯像法，並藉由照相機及DV及CCD等攝影設備擷取連續之影像，以利於分析。
在探導單一渦漩的不同特性時，利用CCD長時間的擷取影像(24s)，經由影像處理技術，藉此將可較準確的分析出單一渦漩的速度分佈，且運用DV拍攝整個渦漩產生及演變過程，以便找出渦漩中心的運動軌跡以及各種流場現象發生的時間及區域。比較以攪拌方式及吸取方式所產生渦漩的不同特性。在單一渦漩的演變上，對同一渦漩做無因次化處理後，單一渦漩具有極大的相似性，而對於不同產生條件下的渦漩(不同流速，不同流量)，單一渦漩的演變也極為相似。
探討渦心的垂直結構時主要以染料注入法做三維的觀察，並擬補二維-PTV處理所得二維流場的不足處。在不同位置施放染料時，發現在底部的染料會被吸入渦心，並由渦心處扭曲旋轉上升，所以在渦心處一定有著強烈上升運動，而在離底部一段距離施放染料並不會被渦漩給吸入，而只會在離渦心處繞行。且
在渦心處上升之染料並不會如預期般上升至水面，而只能上升至離水面一段距離處，文獻中也有如此現象埃克曼抽吸(Ekman pumping)，但並未加以解釋，本文中將以PTV處理方法，配合染料注入法觀察渦漩的垂直結構，並對Ekman pumping的現象與成因做進一步分析與討論。

目　錄
誌謝•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
摘要••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
目錄•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
圖表目錄••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
符號說明••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
第一章　緒論
　1.1全文概述••••••••••••••••••••••••••••••
　1.2文獻回顧•••••••••••••••••••••••••••••••••••••
1.3研究動機•••••••••••••••••••••••••••••••••••••
第二章　理論分析
　2.1理論分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　2.1.1旋轉座標•••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　2.1.2淺水方程與位渦守恆••••••••••••••••••••••
　　2.1.3埃克曼流••••••••••••••••••••••••••••••••
第三章　實驗設備與實驗操作步驟
　3.1非慣性運動系統實驗設備••••••••••••••••••••••••
　　3.1.1旋轉平臺•••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.1.2旋轉水槽••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.1.3渦漩產生機構••••••••••••••••••••••••••••••••
　3.2攝影及週邊設備••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.2.1雷射光源••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.2.2旋轉八面鏡•••••••••••••••••••••••••••••••••••
3.2.3顯影細微顆粒•••••••••••••••••••••••••••••••••••　　3.2.4攝影設備••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.2.5無線影音傳輸器•••••••••••••••••••••••••••••••••
　3.3實驗操作步驟•••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.3.1染料注入法••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　3.3.2雷射光頁顯像法••••••••••••••••••••••••••••••••••
第四章　粒子軌跡測速法
　4.1影像的擷取••••••••••••••••••••••••••••••••••••
4.2 顆粒的辨識•••••••••••••••••••••••••••••••••••
　4.3 Voronoi 影像方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••
4.4粒子軌跡測速法•••••••••••••••••••••••••••••••••••
4.5 Voronoi Pattern軌跡運算原則••••••••••••••••••••••••••
4.6應用PTV於渦漩流場•••••••••••••••••••••••••••••••••
第五章　結果與討論
　5.1旋轉水槽轉動平衡••••••••••••••••••••••••••••••••••••
5.2單一渦漩起始條件及特性••••••••••••••••••••••••••••••••••••
　　5.2.1單一渦漩的不對稱速度分布••••••••••••••••••••••••••••••
　　5.2.2單一渦漩的強度、大小••••••••••••••••••••••••••••••••
　　5.2.3單一渦漩的發展演變•••••••••••••••••••••••••••••••••
5.3上升流動••••••••••••••••••••••••••••••••••••
　5.3.1渦漩通過一雷射切頁之現象••••••••••••••••••••••••••••••
5.3.1渦漩垂直結構之演變••••••••••••••••••••••••••••••
5.4渦漩行進路徑••••••••••••••••••••••••••••••••
第六章　結論與展望
　6.1 結論•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
　6.2未來展望••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
參考文獻•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

參考文獻
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