# 臺灣博碩士論文加值系統

(44.210.132.31) 您好！臺灣時間：2022/08/19 20:13

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 摘 要 本研究探討非線性波行經潛堤上方的變形進行數值分析，運用周、石(2000)所發展的數值造波水槽，在水槽中之任意位置設置一不透水潛堤，利用邊界元素法(Boundary Element Method)，以Lagrange法解析非線性波作用於潛堤上之相關物理變化。配合時間差分的觀念描述二維波浪造波、傳遞及作用於潛堤上之變形問題。 以堤高(h1)、堤寬(s2)、波高(H)、週期(T)為影響變數，運用數值方法模擬在時間領域內週期波通過數值造波水槽之波形變化，探討解析領域內水粒子運動軌跡、速度場、反射率、波壓分佈與影響變數之關係。 當週期波通過不同寬度潛堤上方時，其波形尖銳度變大，且波長有明顯縮短，相位角隨之變大；堤寬s2=4h時，與空水槽之波形比較，兩者波形則相差1/4相位。當堤高每增加0.05h，波高即增加為原入射波高之10%~30%，使水粒子運動軌跡越為扁平。堤高改變，則反射率隨之變大；但堤寬改變，對反射率之影響不大，當潛堤寬度大於1.5倍水深以上，其反射率趨近0.5。
 Summary This research investigated the numerical analysis of the non-linear waveform traveling through the dike. From using the numerical wave flume developed by Chou and Shih, place a water-impermeable dike in an arbitrary position of trough, by using the BEM, apply the Lagrange Method to analyze the non-linear waveform exerted on the relative physical changes above the dike. And in accordance with the concept of time differentiation to describe the two-dimension waveform, propagation, and the form-changed problems exerts on dike. Dike height (h1), dike width (s2), wave height (H), period (T) is effected variables. Applying the numerical method to simulate the wave deformation in which the periodic waveform traveling along the numerical wave flume in the time domain. Then to investigate the relationship of the water particle motion track, velocity field, reflection rate, wave pressure chart, and the effected variable in the analysis region. When the periodic wave traveling above the different width of dike. The sharpness of waveform is increasing, the wavelength is apparently decreasing, and the phase angle is increasing; When dike width s2 = 4h, compared with the waveform in water free trough, the difference is 1/4 phases. When dike height is increased 0.05h, the wave amplitude is increasing10 ~ 30 % of the original incident wave, which in results the water molecule motion track become more flat. The change in dike height, the reflection rate become large; but the change in dike width, the effect to reflection rate is negligible. When the dike width is larger than 1.5 times of water depth, the reflection rate is closed to 0.5
 目 錄 目錄……………………………………………………………………Ⅰ 圖表目錄………………………………………………………………Ⅳ 符號表………………………………………………………………Ⅹ 中文摘要……………………………………………………………ⅩⅢ 英文摘要……………………………………………………………ⅩΙⅤ 第一章 緒論……………………………………………………………1 1.1 研究動機………………………………………………………1 1.2 前人研究………………………………………………………2 1.3 研究方法……………………………………………………3 1.4 研究內容………………………………………………………4 第二章 理論分析………………………………………………………6 2.1 控制方程式及邊界條件………………………………………6 2.1.1 基本假設與控制方程式…………………………………6 2.1.2 邊界條件………………………………………………7 第三章 數值方法……………………………………………………12 3.1 基本方程式…………………………………………………12 3.2 線性元素與元素無次度座標化……………………………13 3.2.1 線性元素………………………………………………13 3.2.2 元素無次度座標化……………………………………14 3.3 積分方程式之離散化………………………………………16 3.4 聯立一次方程式……………………………………………20 3.4.1 各邊界之初始值………………………………………20 3.4.2 物理量之差分…………………………………………21 3.5 各物理量之推求……………………………………………24 3.5.1 反射率之計算…………………………………………24 3.5.2 波壓之推求……………………………………………25 第四章 結果討論……………………………………………………27 4.1 數值造波水槽之模擬分析…………………………………27 4.1.1 波形歷時分析…………………………………………27 4.1.2 水粒子運動軌跡分析…………………………………29 4.1.3 波速的驗證……………………………………………31 4.2 潛堤對流場的影響…………………………………………32 4.2.1 波形歷時變化…………………………………………33 4.2.2 最高水位線的比較………………………………………33 4.2.3 潛堤寬度對波形的影響……………………………35 4.2.4 潛堤高度對波形的影響………………………………36 4.2.5 水粒子運動軌跡………………………………………36 4.2.6 反射率…………………………………………………37 4.2.7 速度分佈………………………………………………37 4.2.8 波壓的分佈……………………………………………38 第五章 結論…………………………………………………………39 參考文獻 ………………………………………………………………42 誌謝……………………………………………………………………77 作者簡歷………………………………………………………………78
 參考文獻1. M.S.Longuet-Higgins ,F.R.S&E.D.Cokelet(1976),”The deformation of steep waves on water ⅠA numerical method of computation”,Proc.R.Soc.Lond.A350,pp.1-26。2. M.S.Longuet-Higgins &E.D.Cokelet(1978),”The deformation of steep waves on water ⅡGrowth of normal-mode instabilities”,Proc.R.Soc.Lond.A364,pp.1-28。3. 大山 巧&灘岡和夫(1991),”數值波動水槽を用いた潛堤による波分裂現象の解析”,海岸工學論文集,第38卷,pp.16-20。4. 磯部雅彥&芝 和彥&Eric Cruz Cruz&渡邊 晃(1991),”透過潛堤による非線性波波浪變形について”,海岸工學論文集,第38卷,pp.551-555。5. 李兆芳&陳春錦(1990),”邊界元素法模擬非線性波”,中華民國第十二屆海洋工程研討會論文集,pp.55-73。6. 歐善惠&邱永芳&廖建明(1995),”波浪通過潛堤變形之研究”, 中華民國第十七屆海洋工程研討會暨1995兩岸港口及海岸開發研討會論文集,pp.575-590。7. 陳陽益(1995),”Eulerian與Lagrangian解下前進重力波與重力駐波的動力特性”, 中華民國第十七屆海洋工程研討會暨1995兩岸港口及海岸開發研討會論文集,pp.19-33。8. 黃清哲&董志明&郭金棟(1995),”非線性波通過前提之變形”, 中華民國第十七屆海洋工程研討會暨1995兩岸港口及海岸開發研討會論文集,pp.783-799。9. 黃榮鑑&蘇怡中(1996),”潛提結構物受波浪作用支流場數值模擬”, 中華民國第十八屆海洋工程研討會論文集,pp.264-272。10. 吳永照&徐虎嘯&巫昱緝,”海洋結構物引致二階表面波的變形研究”, 中華民國第十八屆海洋工程研討會論集,pp.318-329。11. 董志明&黃清哲,”不同潛堤形狀對波浪變形之影響”, 中華民國第十九屆海洋工程研討會論文集,pp.212-219。12. 董志明&黃清哲,”波浪通過矩形潛堤所生渦動現象之數值模擬”, 中華民國第十九屆海洋工程研討會論文集,pp.181-188。13. 周宗仁&石瑞祥&尹彰(2000),”消波式二維數值造波水槽的開發研究”,中華民國第二十二屆海洋工程研討會論文集,pp.119-126。14. Robert.L.Wiegel(1968),Oceanographical Engineering”。15. 周宗仁(1986),”波浪力學”,國立台灣海洋大學河海工程學系。16. 周宗仁(1980),”海岸水力學”,國立台灣海洋大學河海工程學系。17. 周宗仁(1983),”邊界元素法在波浪力學之應用”,國立台灣海洋大學河海工程學系。
 國圖紙本論文
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 1 規則波通過斜坡上潛堤之平面波場試驗研究 2 國父世界大同思想之研究 3 斜坡上矩形潛堤之規則波折繞射試驗 4 不規則波通過斜坡上潛堤之平面波場試驗研究 5 孤立波通過梯形潛堤之變形

 1 張有恆，楊博文，1992，大眾捷運系統與接運公車營運計畫最佳整合模式之研究，運輸計劃，二十一卷，四期（12月），頁457-492。 2 張勝雄，周駿呈，劉建良，1998，公車服務品質與駕駛員管理策略之探討，都市交通季刊，第十五卷，第二期（6月），頁16-26。 3 任維廉，胡凱傑，1999，大眾運輸營運評鑑辦法（草案）可行性分析，都市交通季刊，第十四卷，第二期（6月），頁15-29。 4 申寶苓，1999，各種品質提升活動的探討，中華工商專校學報，18期（3月），頁72-90。 5 張有恆，廖天賦，1991，最適都市公車型式之研究－分析數學法之應用，運輸，十四卷（12月），頁21-48。 6 張家祝，1986，行政主管的交通課題，都市交通，五卷（7月），頁6-7。 7 張學孔，陳雅慧，1995，中運量與高運量捷運系統承載服務品質之分析，運輸，27卷（3月），頁63-74。

 1 非線性波通過水中結構物之變形研究 2 三氯乙烯在鹽水溶液之分解特性 3 新竹地區供水系統動力模式與供水評量系統之建構 4 流量預測模式之研究 5 澳底、馬崗潮汐資料補遺及分析研究 6 不規則波作用之港灣數值模擬 7 透水性薄板結構物對波浪消減效果之研究 8 碼頭岸壁前螺槳引致流場與底床淘刷試驗研究 9 高層建築在紊流場中表面風壓相關性之風洞試驗分析 10 港池水面波動特性探討 11 沒水平板上碎波界限之實驗研究 12 直立岸壁前底床沖刷之試驗研究 13 類神經網路應用於海洋生光模式 14 台灣北部近岸海流與海灣形狀之關係-核電廠溫排水動態之個案研究 15 雲嘉沿海一帶堰洲島變遷之研究

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