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研究生:金文山
研究生(外文):Wen-Shan Chin
論文名稱:活塞式孔隙板動態反應之試驗研究
論文名稱(外文):Experimental study of a Piston-type Wave Energy Converter
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:96
中文關鍵詞:活塞式波能轉換設備孔隙率反射率無因次功率
外文關鍵詞:Piston-type porous wave energy converterReflectionPorosityDimensionless power
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本文主要是於斷面水槽中進行水工模型試驗,探討規則波通過直立岸壁前方的活塞式波能轉換設備,其反射率、無因次位移量與無因次功率之變化。所謂活塞式波能轉換設備為水平移動方式,並將垂直孔隙板用於設備中承受波力的結構體部分,再加上質量塊、傳動桿、彈簧及線性滑軌組合成。
全部試驗藉由改變活塞式孔隙板參數、消波室寬度、孔隙率以及孔隙板沒水深度,將試驗之反射率、無因次位移量與無因次功率與Yueh and Chuang (2012)數值解之結果作一比較,最後藉由波浪功率與孔隙板所受之功率的比值可得其波浪功率轉換率並作討論與分析。結果發現反射率大致上與數值解趨勢相當,但於孔隙率ε=0.0及沒水深度為d/h=0.75時與數值解相差較大。無因次位移量於較大的週期時,會發生試驗值比數值解大的情況。而比對無因次功率發現在孔隙率ε=0.4產生之試驗值較數值解低,且試驗與數值解之最大無因次功率發生的消波室寬度位置不同。最後將波浪功率轉換率作一整理後,在孔隙率為ε=0.4情況下,最大轉換功率約只有31.21%,為No.1孔隙板參數、週期為1.4sec時;當孔隙率為ε=0.0時,最大轉換功率提高為91.16%,發生在沒水深度d/h=0.75,週期為1.5 sec之情況。將兩種不同孔隙率互相比較,在孔隙率為ε=0.0與沒水深度d/h=0.75之情況較容易產生較高之轉換率,故如需繼續研究可從此結果做深入探討,作為未來實際設計波能轉換設備之依據。

This study explores the reflection, dimensionless displacement, and dimensionless power, which the experiment in the wave tank when regular waves passed the piston-type porous(PTP) wave energy converter that consisted of a solid wall, a vertical porous plate, a transmission bar, a rigid block constrained, and a spring.
This experiment changed the vertical porous plate parameter, porosity(ε), and plate of the submerged depth(d/h). In the end, the experimental results were compared with a numerical solution (Yueh and Chuang, 2012). The results and the numerical solution were similar. In the dimensionless displacement, when the period increased, the experiment of Hv/H became larger than the numerical solution. Finally, the experiment’s maximum dimensionless power occurred in various positions of the horizontal axis when the numerical solution when in the large period. The power was divided by wave power to obtain the wave power transform ratio. When the porous plate porosity (ε) was 0.4, the maximum wave power transform ratio was 31.21%. However, when ε= 0.0, the maximum ratio increased to 91.16%. This means that when ε=0.0, more power was provided to the systems. Therefore, future studies can use ε=0.0 for their experiments.

摘要 I
Abstract II
圖目錄 V
照片目錄 VIII
表格目錄 IX
符號說明 XI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的與動機 2
1-3 前人研究 3
第二章 水工模型試驗 7
2-1 試驗設備與儀器 7
2-1.1 斷面造波水槽 7
2-1.2 造波機 7
2-1.3 波高計及增幅器 7
2-1.4雷射位移計與dataTaker主機 8
2-2 模型製作與佈置 8
2-2.1垂直透水孔隙板 8
2-2.2質量塊 9
2-2.3傳動桿 9
2-2.4線性滑軌 10
2-3 試驗條件 10
2-3.1 造波條件 10
2-3.2 試驗活塞式孔隙板參數 11
2-3.3 決定透水參數G值計算 13
2-4 試驗步驟 14
2-4.1試驗準備 14
2-4.2 波高計率定 14
2-4.3 反射率分析 15
2-4.4 雷射位移計精準度率定 16
2-4.5 資料擷取 16
第三章 結果分析與討論 17
3-1 功率之計算 17
3-2 全沒水活塞式孔隙板之試驗結果 18
3-2.1反射率 與孔隙板無因次位移量 之試驗結果 18
3-2.2 無因次功率 之試驗結果 20
3-3 活塞式孔隙板沒水深度改變(d/h=0.5與0.75) 21
3-3.1反射率 與孔隙板無因次位移量 之試驗結果 21
3-3.2 無因次功率 之試驗結果 23
第四章 結論與建議 25
4-1結論 25
4-2建議 27
參考文獻 28
附錄一 水工模型試驗結果表 61
附錄二 試驗阻尼係數之計算方式 76
附錄三 數值解之計算方程式 78
附錄四 試驗之水面波形圖 79
謝誌 82

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21. 經濟部再生能源網站,http://www.re.org.tw/
22. 維基百科網站,http://zh.wikipedia.org
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