臺灣博碩士論文加值系統

河川及下水道排水系統交匯處附近流場因主、支渠流交匯後造成之水位阻
滯和分離後之能量損失不甚明白, 於應用一維向排水模式演算, 常假設匯
流點之條件為: (1)上、下及支流水位相同, 或(2)上、下及支渠流比能相
同, 致其演算結果和實際流況有所誤差。本研究對匯流點附近流場提出一
維向穩態之解析模式, 應用質量、能量和動量守恆, 並考慮分離現象以推
估流通斷面收縮及水位之關係。探討支渠流對主渠流交匯處之流向關係,
以了解支渠流對主渠流之動量傳遞。更利用二維向電磁式流速儀量測主、
支渠流交匯流況實驗,及率定各解析參數。由結果顯示, 除因交匯角改變
影響外, 主渠上、下游水深比和渠寬收縮係數為其上、下游流量比, 斷面
能量係數, 動量係數及最大收縮斷面處之福祿數等變數之函數, 而流向角
因受動量傳遞之影響, 可以簡化為主渠流上下游流量比之函數。另外, 為
探討二維向之匯流變化, 將質量和動量方程式應用有限差分數值法建立可
任易變換交匯角度之二維深度平均匯流數學模式。應用本模式模擬交匯
角90、75和 60, 流量比為0.1, 0.5及0.9之匯流流況, 其結果並與匯流實
驗結果比較驗證。本模式之結果顯示本模式可合理模擬匯流流況。

In river and drainage engineering the study of upstream water
rises and downstream circulation with energy losses at
junction region is still in its infancy. Most of the one
dimensional numerical simulation at the junction region the
energy equation are assumed either constant water level at
the upstream, lateral and downstream sections or no energy
losses at the junction. This study performed the variable
angle junction flow experiments and developed an one
dimensional analytical model to predict the constraction
coefficient and the up- stream depth-rise by using mass,
momentum, and energy conservation principles. The results
show that constraction coefficients and depths are
functions of discharge ratio, energy coefficient, momentum
coefficient and the dowmstram froude number. A numerical
model of two dimensional depth-averaged junction flow has
been also developed. The simulated results for 90, 70 and 60
junction-angles flows at discharge ratio of 0.1, 0.5 and 0.9
are in good agreed to the experimental data and the results
appear reasonably acceptable.

封面
目錄
中文摘要
英文摘要
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1-1 前言
1-2 研究動機
1-3 研究方法和內容
第二章 文獻回顧
2-1 一維解析模式和實驗材料
2-2 數值模式
2-3 分離流和迴流流場特性
第三章 實驗及流場量測
3-1 匯流渠道
3-2 實驗設備
3-3 實驗方法
3-4 實驗分析背景理論
第四章 一維解析模式
4-1 基本假設
4-2 質量、動量和能量守恆
第五章 二維深度平均匯流數值模式
5-1 二維深度平均控制方程式
5-1-1 假設及控制方程式
5-1-2 邊界及初始條件
5-2 轉換及無因次化
5-3 數值方法
5-3-1 差分運算子
5-3-2 二維向Hermite內插法
5-3-3 邊界及初始條件數值處理方法
第六章 結果與討論
6-1 頻譜分析及其機率分佈
6-2 實驗分析及一維模式
6-3 二維數值模式
第七章 結論
參考文獻
附錄
符號說明
附表
附圖