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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:唐宗豫
研究生(外文):Jeffrey Tang
論文名稱:不規則波作用之港灣數值模擬
論文名稱(外文):statistical analysis of harbor tranquility induced by long crested random waves
指導教授:林炤圭林炤圭引用關係
指導教授(外文):Jaw-Guei Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:不規則波數值模擬港灣
外文關鍵詞:irregular wavenumerical simulationharbor
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本研究配合現場港內波浪觀測的統計結果,檢討不規則波之港波波動數值模擬過程的相關步驟。其間發現由於港內波高不屬於Rayleigh分佈,因而導致波高與頻譜能量平方根比值的改變,以及不規則波繞射係數的討論。本研究將Goda所建議之不規則波繞射係數歸類為能量比,並建議利用現場觀測的波高與頻譜能量平方根比值關係乘上一修正係數以獲得真正的波高比。利用部分開口的矩形港池所進行的數值模擬及對港內的示性波高所作的統計分佈都說明港內的波高分佈由於修正係數的關係應該比由Goda的建議方式來得小。另外,本研究也檢討了頻譜分割時對各成分波的能量積分技巧可能會造成頻譜能量的漏失。
In this study, the procedures for numerical simulation of harbor tranquility induced by irregular waves are revised. Such simulation is always carried out via the segmentation of incident wave spectrum, and the summation of all wave energy induced by each component wave. The ocean waves are always treated as JONSWAP spectrum and Rayleigh wave height distribution. The numerical wave heights for irregular waves are always transferred from square root of total wave energy suggested by Goda. Wave height distributions from field observations in Su-Ao port, however, are proved to not satisfy the Rayleigh distribution. Such evidence causes the change of the relation between wave height and wave energy inside the harbor, and caused to reopen the discussion about the numerical scheme of harbor tranquility under irregular waves action.
This study discussed the difference between the energy ratio type and wave height ratio type amplification ratios, and the relation between wave energy and wave height in different spectrum or wave height distribution. A correction factor is thus suggested. Also, the segmentation scheme and its energy integration of a wave spectrum are tested and discussed. A partial opening rectangular harbor is used in numerical simulation, and the significant wave height statistics for the nodal point inside the harbor are proceeded and evaluated. The results show that the energy ratio type amplification may overestimate the wave condition inside the harbor.
第一章 前言
1.1 研究動機
1.2 前人研究
1.3 研究目標及方法
第二章 理論基礎
2.1 JONSWAP頻譜
2.2 示性波高與頻譜能量的關係
2.2.1 JONSWAP頻譜之數值積分
2.2.2 Rayleigh分佈
2.2.3 現場實測的示性波高及頻譜能量
2.3 不規則波繞射係數的討論
第三章 數值模擬與統計分析
3.1 港灣數值模型與入射波條件
3.2 數值模擬
3.3 能量及波高轉換係數
3.4 港內波高的探討
第四章 討論與統計分析比較
4.1 港內特定點的(KD)Hs共振曲線及反應頻譜的討論
4.2 港內水面波動分佈的討論
4.3 港內波高的統計分析
第五章 結論與建議
5.1 結論
5.2 建議
附錄一 港灣波動數值模式
1.周宗仁、林炤圭(1986)“應用邊界元素法解析任意地形及水深港池水面波動問題”第八屆海洋工程研討會。
2.周宗仁、林炤圭(1989)“任意反射率防波堤或岸壁的港池水面振動數值分析”第十一屆海洋工程研討會。
3.郭金棟(1992)“海岸工程”中國土木工程學會。
4.林炤圭、陳炫杉(1996)“外海底床坡度在港灣波動模擬上的影響”第十八屆海洋工程研討會。
5.方惠民(1999)“能量消散對港池波動影響之雙互換邊界元素法解析”國立海洋大學河海工程研究所博士論文。
6.管芳苡(1999)“漁港附近之波浪特性試驗研究”國立海洋大學河海工程研究所碩士論文。
7.劉玉祥(2000)“龍洞遊艇港港內波動特性研究”國立海洋大學河海工程研究所碩士論文。
8.林文毅(2001)“台北港波浪統計特性分析”國立海洋大學河海工程研究所碩士論文。
9.郭一羽(2001)“海岸工程”文山書局。
10.方碩堂(2001)“蘇澳港內波動統計特性分析”國立海洋大學河海工程研究所碩士論文。
11.Lee、J.-J.(1971)“Wave-Induced Oscillations in Harbors of Arbitrary Geometry”J. of Fluid Mechanics,Vol.45 Part2
12.Barkhoff、J.C.W.(1972)“Computation of Combined Reflection-Diffraction”Proc. 13rd Int. Conf. Coastal Eng,ASCE。
13.Chen H. S. and C. C. Mei(1974)“Oscillation and Wave Forces in an Offshore Harbor”Ralph M. Parsons Laboratory,Report No.190,MIT。
14.Chan H.S.(1986)“Effects of Bottom Friction and Boundary Absorption on Water Wave Scattering”Applied Ocean Research,Vol.8 No.2。
15.Tsay T.K.、W. Zhu and P.L.F. Lui(1989)“A Finite Element Element Model for Wave Refraction、Diffiraction and Dissiption”Applied Ocean Research,Vol.11 No.1。
16.Goda, Yoshimi (1985) “Random Seas And Design of Marine Structures”University of Tokyo Press。
17.Jaw-Guei Lin (1995)“Statistical Properties of Wave Conditions in Harbors”, Dissertation for Ph.D Degree,Dept. of Civil Engeering,North carolina State Univ.,U.S.A.。
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