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研究生:范振德
研究生(外文):Jen-De Fan
論文名稱:受科氏力影響下渦漩與熱邊界層之交互作用
論文名稱(外文):The Interactions between a Single Vortex and the Thermal Boundary Layer with the effects of the Coriolis Force
指導教授:朱錦洲
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:應用力學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:渦漩渦流熱邊界層
外文關鍵詞:vortexThermal BoundaryLayre
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本論文之實驗設計乃在一旋轉水槽上,置入一均勻加熱的圓形加熱面(直徑12cm),並利用渦漩產生機構產生一單一渦漩於圓形加熱面上,觀察渦漩和熱邊界層之交互作用,流場的觀測乃利用染料注入法做定性的觀測,影像處理方法(PTV)做流場的定量分析,溫度場的量測則是利用熱電偶的定點量測和程式的後續資料處理,建立三維時空分布之熱流場變化情形。
本文之討論點乃著重在渦漩和熱邊界層之交互作用,首先先了解在旋轉背景的條件下,熱邊界層的生成至達穩態後之溫度場及流場的情形,期望對一在有加熱環境下所形成之背景流場及溫度場做一了解,接著在熱邊界層達穩態的初始條件下,產生一渦漩,觀察渦漩影響熱邊界層的變化情形,並做一討論。除此之外,熱邊界層的產生亦影響渦漩之熱力結構上的變化情形,本文亦將針對溫度場隨時間變化之資料做一分析討論。流場的部分乃利用雷射光頁顯影、PTV的影像分析方法得到特定高度之切線速度和渦度值,比較在有無熱邊界層存在下,渦漩之強度變化,最後亦比較在不同Rossby number的條件下其結果的差異。
本論文之討論點將以實驗設計所得之資料立討論點,並以相關文獻、理論之結果做一比較分析。
目 錄

誌謝 .............................................................................................................................1
摘要 .............................................................................................................................2
目錄 .............................................................................................................................3
符號說明 .......................................................................................................................... 4圖表目錄 ...........................................................................................................................6

第一章 緒論
1.1 全文概述 ...................................................12
1.2 文獻回顧 ...................................................13
1.3 研究動機 ...................................................14
第二章 理論分析 .................................................15
第三章 實驗設備與實驗步驟
3.1實驗觀測、量測設備 ..........................................21
3. 2實驗操作步驟及資料分析方法 ..................................25
第四章 實驗結果與討論
4.1 在旋轉背景渦度下,圓形加熱區域之熱邊界層發展.................28
4. 2 單一渦漩產生自熱邊界層影響熱邊界層之發展...........................................30
4.3 熱邊界層影響單一渦漩之溫度場結構............................................................31
4. 4 熱邊界層影響渦漩強度之變化討論 ............................................................35
第五章 結論與未來展望
5.1 結論 .....................................................................................................................38

5.2 未來討論方向......................................................................................................40
參考文獻
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12.運用粒子追跡測速法探討旋轉水槽中單一渦漩演變之流場結構 黃世霖2003國立台灣大學應用力學所碩士論文
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