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研究生:郭仁傑
研究生(外文):Jen-Chieh Kuo
論文名稱:液柱阻尼器對二維繫留浮體特性之影響研究
論文名稱(外文):Analysis of a two-dimension moored floating body with tuned liquid column damper
指導教授:翁文凱翁文凱引用關係
指導教授(外文):Wen-Kai Weng
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:繫留浮體調諧液柱阻尼器邊界元素法自然振頻
外文關鍵詞:moored floating bodytuned liquid column damper
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本研究利用邊界元素法建立一個二維數值模式,以解析繫留浮體內部裝置調諧液柱阻尼器在規則波作用下其運動特性,以及波浪因繫留浮體存在而引起的反射與透射情形。解析中應用微小振幅波理論,推導浮體運動與波浪問題,而在浮體表面邊界條件的處理上,首先將調諧液柱阻尼器內之液體運動方程式,與裝置調諧液柱阻尼器繫留浮體之水平、垂直與旋轉三條運動方程式,聯立求解得到浮體的水平、垂直、旋轉振幅與調諧液柱阻尼器內之液面振幅,而後將水平、垂直與旋轉振幅代入浮體之運動邊界條件,可得到繫留浮體的表面邊界條件,求解過程中遇到之非線性二次項,以線性化之方式處理成線性項,而非線性三次項則由於次數太高而忽略。
本文主要探討繫留浮體內部有無裝置調諧液柱阻尼器時,以及調諧液柱阻尼器內之液柱寬度、液柱寬高比等相關參數改變對繫留浮體之運動及消波特性的影響,計算過程中忽略三次以上之非線性項。由計算結果可發現,當繫留浮體裝置液柱阻尼器時,會因阻尼器內之液柱運動而影響到繫留浮體之各項振幅,使浮體的旋轉振幅在短週期方向的共振頻率往長週期方向移動,亦有反射率增大之現象,此現象是由於加入液柱阻尼器使繫留浮體之自然振頻發生改變,影響繫留浮體與入射波浪頻率之關係。

摘要 I
Abstract II
目錄 VII
圖目錄 X
符號說明 XI
第一章 導論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 前人研究 2
1.3 研究內容方法 3
1.4 本文架構 4
第二章 數值理論推導 5
2.1 基本假設 5
2.1.1 領域(Ⅰ)之勢函數 6
2.1.2 領域(Ⅲ)之勢函數 6
2.2 領域(Ⅱ)勢函數及邊界條件 7
2.2.1 控制方程式 7
2.2.2 假想邊界面上之邊界條件 7
2.2.3 自由水面之邊界條件 9
2.2.4 不透水底床之邊界條件 10
2.2.5 浮體沒水表面上之邊界條件 10
2.3 調諧液柱阻尼器之運動方程式 11
2.3.1 右側液柱運動方程式 13
2.3.2 左側液柱運動方程式 14
2.3.3 液柱運動方程式 16
2.4 繫留浮體裝置調諧液柱阻尼器之運動方程式 17
2.4.1 方程式線性化 21
2.4.2 四條運動方程式 22
2.5 繫留浮體裝置調諧液柱阻尼器之邊界條件 24
2.6 邊界元素法 28
2.6.1 Green函數 28
2.6.2 邊界元素法之分離化 28
2.7 忽略液體受繫留浮體運動影響而產生垂直、旋轉作用力之方程式 30
第三章 數值計算結果之繫留浮體運動特性分析 33
3.1 數值計算過程方法 33
3.2 程式驗證及繫留浮體內部有無裝置TLCD之運動振幅比較 34
3.3 有無考慮TLCD液柱垂直、旋轉作用力對繫留浮體之運動特性差異 41
3.4 改變TLCD內之液柱寬度及水頭損失係數對繫留浮體運動特性之影響 46
3.5 改變TLCD之液柱長寬比對繫留浮體運動特性之影響 52
3.6 改變TLCD水平段液柱至水平面之距離對繫留浮體運動特性之影響 58
第四章 數值計算結果之繫留浮體消波特性分析 62
4.1有無裝置TLCD及TLCD液柱寬度對繫留浮體之消波特性比較 62
4.2有無考慮TLCD液柱垂直、旋轉作用力對繫留浮體之消波特性差異 65
4.3 TLCD之液柱長寬比對繫留浮體之消波特性影響 67
4.4 TLCD之液柱水平段至水平面距離與水頭損失係數對繫留浮體之消波特性影響 70
第五章 結論 73
5.1 結論 73
5.2 建議 74
參考文獻 75
謝誌 77
作者簡歷 78
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