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研究生:張仁豪
研究生(外文):Jen-Hao Chang
論文名稱:不規則波作用下配置透水半圓形離岸堤港內波高分佈之研究
論文名稱(外文):A Numerical Study on Irregular Waves Induced Oscillations in Harbors by Permeable Breakwaters
指導教授:岳景雲
指導教授(外文):Ching-Yun Yueh
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:131
中文關鍵詞:不規則波複合邊界元素法繞射波譜
外文關鍵詞:Irregular WavesCBEMdiffractionspectrum
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本文係利用永井(1972)所推導的等能量波譜分割方法,分別以Bretschneider波譜及P-M波譜為入射波譜,將不規則波視為由許多週期的規則波所組合而成,首先利用複合邊界元素法(CBEM),數值計算各成分波作用於矩形港池前方配置半圓形離岸堤,港內及離岸堤附近波高變化,再利用線性疊加原理計算出不規則波之結果,並與規則波結果作一比較。數值計算例包括波浪入射方向有正向(θ=90°)、斜向(θ=30°)兩種,半圓形離岸堤個數(m=1、2、3)三種,離岸堤透水、不透水(G=0.0、0.5)兩種,港池岸壁消波或不消波(G*=0.0、0.5)兩種,離岸堤距港口位置(w/h=1.0、1.5708)兩種。
規則波作用下一般而言,設置凹口面向外海之半圓形離岸堤,凹口處波能集中、堤身承受較大波力,繞射進入港內波能較少,因此港池靜穩度可以提高;若改為透水式離岸堤,雖然可以減輕堤身波力,但會有部份波能透過,港池內KD值反而會變大;若港內各碼頭邊都採用消波式岸壁,波能大部份被吸收而反射波變小,因此可以大幅降低港內KD值。
不規則波作用時,當半圓形離岸堤及矩形港池都為不透水時,在波浪正向入射時,由於結構物配置對稱,因此繞射波會由兩端向港內進入,由於港池岸壁無法消波產生反射波,波能因此疊加,造成港內中心軸岸壁上KD值會較規則波大,此種現象隨著離岸堤個數增加愈為明顯。
中文摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 X
符號說明 XIV
第一章 緒 論 1
1-1 前言 1
1-2 本文研究目的及方法 2
1-3 前人研究 3
1-4 本文內容 6
第二章 理論解析 7
2-1 基本假設與速度勢之表示 7
2-2 領域(Ω)之勢函數表示 9
2-3 邊界條件 9
2-4 複合邊界元素法 ( Composite BEM ) 11
2-4-1 積分方程式 11
2-4-2 積分方程式之離散化 12
2-4-3半圓形離岸堤計算例 13
2-5規則波波高係數(Kd)之求解 14
第三章 不規則波浪理論解析 16
3-1 Bretschneider波譜無因次化 16
3-2 P-M波譜無因次化 18
3-3 不規則波作用於半圓形離岸堤波高係數 18
第四章 數值計算步驟及模式驗證 20
4-1 數值計算步驟 20
4-1-1建立數值模型 20
4-1-2數值模式計算步驟: 20
4-2模式驗證 24
4-2-1規則波部分 24
4-2-2不規則波部分 26
第五章 數值計算例及其結果分析 30
5-1 波浪θ=90°正向入射 30
5-1-1於1.0倍水深處(w/h=1.0)配置半圓形離岸堤 31
5-1-2於1.5708倍水深處(w/h=1.5708)配置半圓形離岸堤 35
5-2 波浪θ=30°斜向入射 38
5-2-1於1.0倍水深處(w/h=1.0)配置半圓形離岸堤 39
5-2-2於1.5708倍水深處(w/h=1.5708)配置半圓形離岸堤 43
第六章 結論 48
參考文獻 50
附錄 130
1. 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,365頁-381頁。
2. 朱蔚文 (1990) 〝雜交(Hybrid)有限元計算港灣諧振〞,中國海洋工程,第八卷,第一期,76頁-84頁。
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4. 周宗仁、韓文育、朱忠一(1992b)〝消波式碼頭對港內水面振動之影響〞,第六屆水利工程研討會,668頁-679頁,。
5. 蘇青和、歐善惠、章梓雄(1992)〝多孔岸壁港池之波能消散現象〞,港灣技術,第七期,65頁-88頁。
6. 蘇青和、歐善惠、章梓雄(1993)〝多孔消波體之波浪反射及透射特性〞,中國土木水利工程學期刊,第五卷,第三期,173頁-187頁。
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8. 翁文凱 (1995)〝波浪作用下港口附近船舶之受力及運動〞,國立交通大學土木工程學系博士論文。
9. 蕭松山、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〞,第二十一屆海洋工程研討會,25頁-32頁。
10. 江天授(2000)〝薄板離岸堤擋波效果之研究〞,碩士學位論文。
11. 曹登皓等、岳景雲、張高豪(2000)〝單一透水離岸堤前後波高分佈之研究〞,第十一屆水利工程研討會,I-39頁-I-45頁。


12. 曹登皓、岳景雲、張高豪、李應德(2001)〝波浪正向入射單一具消波表面離岸堤繞射之研究〞,第十二屆水利工程研討會,I-60頁-I-67頁。
13. 李兆芳、劉正琪、張憲國(2001)〝港池震盪之數值計算〞,海洋工程學刊,第一卷,第一期,1頁-22頁。
14. 林炤圭、郭元博、蕭松山、邱永芳(2002)〝港池水面波動特性分析探討〞,第二十四屆海洋工程研討會論文集,504頁-510頁。
15. 郭一羽、林明儀、曾相茂(2002)〝花蓮港港池震盪現象的探討〞,海洋工程學刊,第二卷,第一期,55頁-71頁。
16. 廖士仰(2002)〝透水薄板離岸堤及具消波岸壁港池水面波動之研究〞,碩士學位論文。
17. 岳景雲、曹登皓、陳一豪、莊叢優(2003)〝不同形狀薄離岸堤對港內波高之影響〞,第十五屆中國造船及輪機工程研討會及國科會成果發表會,高雄市,649頁-658頁。
18. 曹登皓、岳景雲(2003)〝應用複合邊界元法解析設置薄離岸堤漁港之波高分佈〞,第七屆全國工程中邊界元法學術會議,秦皇島。
19. 岳景雲、曹登皓(2003)〝多個弧形離岸堤波浪繞射之研究〞,第十一屆中國海岸工程學術討論會暨2003年海峽兩岸港口及海岸開發研討會,海南省,300頁-306頁。
20. 岳景雲、曹登皓、陳一豪、莊叢優(2003)〝應用複合邊界元素法解析單一透水弧形離岸堤之波浪繞射〞,九十二年電子計算機於土木水利工程應用研討會與論壇摘要集,臺北市。
21. 邱永芳、蔡金吉、張富東(2003)〝花蓮港長浪防治之試驗研究〞,第二十五屆海洋工程研討會論文集,655頁-660頁。
22. 邱永芳、蔡瑤堂、張富東、蔡金吉(2003)〝花蓮港商漁分道之可行性研究〞,第二十五屆海洋工程研討會論文集,897頁-902頁。
23. 邱永芳、林炤圭、簡仲璟(2004)〝花蓮港長浪特性試驗探討〞,海洋工程學刊,第四卷、第一期,89頁-121頁。
24. 陳一豪(2004)〝配置透水弧形離岸堤港內波高分佈之研究〞,碩士學位論文。
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42. 吉田明德、中原和彥(1987)“防波堤メ有エペ港灣ソ水面振動解析法”,九州大學工學集報,第60卷,第2號,第149頁-155頁。
43. 磯部雅彥、佐藤典之、杉浦淳、泉宮尊司(1987)“港內波高分佈ソ數值計算ズれんペ境界條件ズ関エペ研究”,第34回海岸工學講演會論文集,第86頁-90頁。
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