林銘崇丁肇隆臺灣大學：許展豪Hsu, Chan-HaoChan-HaoHsu2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51092本文利用粒子影像測速儀(P.I.V.)並搭配影像接圖之技巧，研究當波浪通過矩形潛堤時，由於波浪與潛堤持續之交互作用下，因非線性增強致使波浪逐漸產生變形，並導致高階諧和波之生成，造成潛堤週遭流場所產生之變化。而本研究則僅著重於針對實驗結果所呈現物理現象之變化情況，作一定性上之探討。其中包含速度向量場之分析、堤角渦流場之分析與粒子運動軌跡型態等三類。從結果中可以看出，通過空間上不同位置上方產生之分離小波，其能量大小與相對位置，會影響速度向量場之變化，當分離小波通過時，會使得流場粒子運動產生類似短暫停滯的行為，因而造成速度值有減小的現象。本文亦將波形與流場同步顯像，以更清楚地呈現兩者間交互作用之關聯性。潛堤後堤角上方之波形變化，將會導致渦流的運動行為產生有趣的現象，而堤後之渦流行為與運動程度，皆較堤前來得成熟且劇烈。空間上粒子運動軌跡之演化型態，則與通過其上方之波形變化呈現一對一對映的關係。Surface waves propagating over a impermeable submerged rectangular breakwater were investigated in this research. The effect of nonlinearity due to waves encountering the breakwaters will induce wave deformations as well as the generations of super harmonics. A PIV measurement system was used to record the particle motion in fluids, such that the wave flow field can be analyzed. Based on the measured results, qualitative descriptions of the variations of flow fields, vortex generations around breakwater corners and particle trajectories were made in this research. It showed that the velocity fields were different in front of, above and behind the breakwaters. The amplitude and the relative position of super harmonic waves affect velocity fields significantly. The vortex generation at the back corner is more mature and more severe than the vortex generated at the front corner. From the results, periodic motions of vortex generations were seen clearly. The particle trajectories were also different at different spaces. From our results, the evolution of particle trajectories were presented in this research.中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 目錄 Ⅲ 圖目錄 Ⅴ 表目錄 Ⅷ 符號說明 Ⅸ 第一章 緒論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 文獻回顧 3 1-3 本文組織 11 第二章 實驗方法 12 2-1 實驗設備 12 2-1.1 實驗水槽及造波系統 12 2-1.2 雷射及光學透鏡組 13 2-1.3 高速攝影系統及懸浮粒子 14 2-2 實驗佈置與條件 15 2-3 實驗步驟 18 2-4 粒子沉降速度驗證 21 2-5 波形重覆性試驗 22 2-5.1 造波機與取像時間之穩定性分析 23 2-5.2 波浪週期性運動之驗證 24 第三章 影像分析及處理 25 3-1 影像連結 25 3-2 影像質點辨識 31 3-3 瞬時速度場之分析方法及其驗證 34 3-4 流場渦度之分析 41 第四章 實驗結果與討論 43 4-1 速度向量場之分析 46 4-2 堤角渦流場之分析 65 4-3 粒子運動軌跡型態 81 第五章 結論與建議 93 5-1 結論 93 5-2 建議 95 參考文獻 9617398887 bytesapplication/pdfen-US粒子影像測速儀潛堤高階諧和波渦流粒子運動軌跡PIV measurement systemsubmerged breakwatersuper harmonic generationvortex generationparticle trajectorythesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/51092/1/ntu-95-R92525021-1.pdf