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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蘇騰鋐
研究生(外文):Tung-Hung Su
論文名稱:超臨界流渠道束縮段之水理分析
論文名稱(外文):The Hydraulic Analysis of Channel Contraction In Supercritical Flow
指導教授:許銘熙許銘熙引用關係
指導教授(外文):Ming-Hsi Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:農業工程學研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:渠道束縮段超臨界流數值模擬震波
外文關鍵詞:Channel contractionsSupercritical flowNumerical simulationShock wave
相關次數:
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當水流上游為一超臨界流流況時,水流經束縮段渠道後,常會產生斜震波,造成下游水道水位不穩定等現象。若束縮段束縮比過大將會造成頸塞流況之發生。為研究渠道束縮段複雜之水理流況,本研究首先將對直牆式束縮段矩形渠道之水理現象進行分析,研究內容除對渠道束縮段水理影響參數無因次分析外,在考慮不產生頸塞流況之現象下,提出一適合之束縮段長度之計算方式,以減少斜震波對渠道下游之影響。此外,利用渠道二維數值模式進行渠道超臨界流之數值模擬,並將模擬結果與理論分析相互比較,研究成果將可做為束縮段超臨界流渠道水理分析之參考。
  The oblique shock wave exists when the water is moving through a contraction channel flow. It will form a large disturbance and bring about a finite change in water depth at downstream. If the ratio of channel width variation is large, the choking flow happens in the channel contractions. In order to study the complicated flow in channel contractions, the non-dimensional parameters affecting water depth in contraction channel will be analyzed by using the dimensional analysis. In addition, the analytical results for the design of suitable length in the contraction will be deduced in case of no choking flow exited in channel contraction. Finally, a two- dimensional numerical model was used to simulate supercritical flow in channel contraction. A series of numerical experiments will be compared with the analytical results. The results of this study can be used for the hydraulic analysis and design of channel contractions in supercritical flow.
目 錄
中文摘要I
英文摘要II
目錄III
圖錄V
表錄VII
第一章 緒論1
1.1 前言1
1.2 前人研究1
  1.3 研究目的2
第二章 束縮段之水理分析3
2.1 水理影響參數3
    2.1.1 影響參數因次分析3
第三章 超臨界流束縮段適合長度之分析5
3.1 適合長度之各項參數5
  3.1.1 震波折角( )5
3.1.2 束縮段福祿數( )7
3.1.3 震波折角( )9
3.1.4 束縮段下游福祿數( )9
3.1.5 束縮折角( )9
3.1.6 適合長度(L)10
第四章 分析方法之驗証及應用12
4.1 束縮段適合長度之建立12
4.2 分析方法之驗証12
4.2.1 Ippen(1951)直牆式束縮段渠道13
4.2.2 渠道二維數值模擬驗証13 
4.3 束縮段頸塞流況16
4.4 分析方法之應用17
第五章 結論與建議18
5.1 結論 18
5.2 建議 18
參考文獻19
附圖圖-1
附表表-1
附錄A (3-21)式之推導附1
附錄B 渠道二維數值模式附4
1. 許銘熙,鄧慰先,陳春宏,徐必杰,「渠道中超臨界流震波之數值模擬(二)」,行政院國家科學委員會專題研究計畫,國立台灣大學水工試驗所研究報告,第179號,(1994)。
2. 鄧慰先,「明渠急變流之數值模擬」,國立台灣大學農業工程學研究所博士論文,(1998)。
3. 吳德辰,「河川束縮段渠道超臨界流水理分析」,國立台灣大學農業工程學研究所碩士論文,(1998)。
4. 洪維恩,「Mathematica,3.0版」,(1998)
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7. Chow, “Open-Channel Hydraulics”, McGraw-Hill Book Company, (1973).
8. Hsu, M. H. and Teng, W. S. and Lai, C. T. "Numerical Simulation of Supercritical Shock Wave in Channel Contraction", Computers and Fluids, Vol. 27, No. 3, pp. 347-365, (1998).
9. Henderson, F. M., “Open Channel Flow”, MacMillan Inc., New York, N.Y. (1966).
10. Ippen, A.T., and Dawson, J.H., “Design of Channels Contractions”, Transaction ASCE, Vol. 116, pp.326-346, (1951).
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14. Rahman, M. and Chaudhry, M. H., “Computation of flow in Open-Channel Transitions”, Journal of hydraulic Research, Vol. 35, No. 2, pp. 243-255, (1997).
15. Reinauer, R., and Hager, W.H., “Supercritical Flow in Chute Contraction”, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.124, No.1, pp.55-64, (1998).
16. Subramanya, K. “Flow in Open Channels”, Tata Mcgraw Hill,(1986).
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