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研究生:黃國欽
研究生(外文):Huang Guo Chin
論文名稱:波浪與推拉板式波能轉換器互制作用之數值模擬研究
論文名稱(外文):Numerical simulations of interactions between waves and flap-type wave energy converter
指導教授:謝志敏謝志敏引用關係
口試委員:張志華羅德章
口試日期:2011-06-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄海洋科技大學
系所名稱:海事資訊科技研究所
學門:運輸服務學門
學類:航海學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:數值模式探討波浪與波能
外文關鍵詞:FLOW 3D
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本文採用 FLOW 3D數值模式探討波浪與波能轉換器 (水中座底式推拉板)互制作用。本文模式使用 Reynolds Averaged Navier-Stokes 方程式,作為紊流流場的控制方程式,使用 紊流模式來閉合 Reynolds 平均 Navier-Stokes 方程式,自由液面採用流體體積方法來處理。數值計算結果藉由試驗資料驗證,本文數值計算結果與試驗值相當吻合。在驗證本數值模式的準確性之後,本文探討不同參數對波浪與推拉板互制作用之影響。文中討論了波浪與推拉板互制作用的波浪變形、流場與流線,也探討受力及擺動角度最大位移量。由不同波浪條件的模擬結果顯示,當波浪週期相同波高越高時或波高相同波浪週期越長時,推拉板擺動的最大位移以及總位移速度則越大。
In this study, a FLOW 3D model is preliminarily applied to estimate the wave interaction with a bottom-hinged wave energy converter (WEC). The model calculates the mean flow based on the Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The model is employed to simulate the flow kinematics and the turbulence effects in the RANS. In order to update the free surface configuration with every time step, the Volume of Fluid (VOF) method is implemented. Numerical results were demonstrated by the experimental data, the results show good agreement with the experimental values in the literature. After having verified the accuracy of the numerical scheme, effects of different parameters on the waves interacting with WEC are investigated. By using the FLOW 3D model, the wave deformation, the mean velocity field, the streamlines, wave force and the angular displacement for various wave conditions are discussed. The simulations on the effects of wave condition illustrate that higher and longer waves could induced increasing maximum angular and total angular displacements in a single period.
目錄

摘要 I
英文摘要 II
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
符號說明 X
英文縮寫部份 XIII
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2 文獻回顧 2
1-3研究目的 7
1-4 本文組織 8
第二章 數值模式 10
2-1 FLOW-3D簡介 10
2-2 基本控制方程式 12
2-2-1 Navier-Stokes 之控制方程式 12
2-2-2 FLOW-3D之控制方程式 13
2-3 數值方法與邊界條件 19
2-3-1離散方法 19
2-3-2網格處理方法 20
2-3-3障礙物處理方法 22
2-3-4邊界條件 24
2-3-5數值穩定與收斂 27
2-4 FLOW 3D 模組設定 29
第三章 FLOW 3D 模式驗證 30
3-1 潰壩模式的設定 30
3-2 潰壩模式驗證 33
3-3 壩體潰決時流場變化 33
第四章 結果與討論 35
4-1 探討推拉板在三種角度下之受力、流場與流線分析 35
4-2 動態推拉板自由擺動受力、擺動角度、流場與流線分析 50
第五章 結論與建議 65
5-1結論 65
5-2 建議 65
參考文獻 66


參考文獻

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