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博碩士論文 etd-0902110-165135 詳細資訊
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論文名稱
Title
潛堤消波特性之實驗研究
Experimental study on the wave energy dissipation by a submerged breakwater
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
110
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2010-07-28
繳交日期
Date of Submission
2010-09-02
關鍵字
Keywords
碎波條件、能量消散
Breaking wave condition, Energy dissipation
統計
Statistics
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中文摘要
本研究針對波浪通過潛堤時,潛堤的堤頂水頭高程及前坡坡度與碎波的關係,進行一系列的水工模型詴驗,以求取激發波浪碎波的潛堤設計條件。本研究同時比較波浪通過潛堤時,碎波及未碎波時,波浪的能量損耗。
本實驗利用斷面水槽擺置兩種不同坡度的潛堤,為1/2 與1/5,堤高為45 公分、堤寬75 公分,水深範圍為50-90 公分,波浪週期選擇1.2秒至2.7 秒,利用尖銳度0.02 至0.05 選擇波高範圍,探討潛堤使波浪碎波以及潛堤對波浪能量衰減的各項因子,如水深、波高、波長、潛堤
高度、潛堤沒水深、透過率、剩餘能量等..,進而求出潛堤使波浪碎波的條件以及潛堤對能量消散的效果。並且記錄碎波型式、碎波位置。由本實驗結果可以分為,潛堤使波浪碎波的規律,與未碎波與碎波時的消波情形,以及碎波位置,利用此規律性設計潛堤高度、前坡坡度,利用最合理的成本達到防護之效果。在給定水深以及週期下可以設計出堤頂沒水深為多少時波高多少即會碎波,或者波高幾米上要破碎而設計出堤頂沒水深,在σ^2h/g (σ= 2T,h=水深)介於0.3-2.5 時R/H0’小於1時都有碎波。在碎波的狀況下,發現坡度較緩的消波效果較佳,而且不論坡度的大小是1/2 或1/5 者,在Hi/R等於2 附近時有較好的消波效果。
Abstract
In this thesis,I discuss the wave pass on submerged bweakwater,and theheight of submerged breakwater,different slope of submerged breakwater
with breaking wave relations.I do experiment to find the regular between breaking wave and the design of submerged breakwater.I use different submerged breakwater,there are two slope.There are 1/2 and 1/5.The height of submerged breakwater is 45 cm,the wide of submerged breakwater is 75 cm.the water deep is from 50cm to 90 cm,Wave cyclical is from 1.2 sec to 2.7 sec,I use H L to choose wave height,and save the data of incident wave.and then I analysis the data to get t K and energy.I also memorize the site of breaking wave and breaking type. From the experiment ,we know that wave do not be broken, be broken, and the regular of breaking wave and breaking type ,so we can use the regular to design the height of submerged breakwater, the slope of submerged breakwater. So we can use the least costs to protect the seacoast. When we know local wave condition, we can design the height of submerged breakwater to break wave that is dangerous for seacoast ,or we want to break wave when the wave height at 1 m or 2 m or others design the height of submerged breakwater. When σ^2h/g is between 0.3 and 2.5,we can find that when R/H0’ is smaller than 1,the wave will break。When wave break bysubmerged breakwater ,we can find the slope of 1/5 is better than the slope of 1/2 to reduce the wave.Both slope of 1/2 and slope of 1/5 are effective to reduce wave energy at Hi/R=2.
目次 Table of Contents
目錄
中文摘要 ............................................................................... I
Abstract .............................................................................. .II
謝誌 ..................................................................................... III
目錄 ..................................................................................... IV
附錄 ...................................................................................... V
圖目錄 ....................................................................................... ..VI
表目錄 ......................................................................................... VII
符號說明 .......................................................................................... IX
第一章緒論 ........................................................................... 1
1-1前言 ................................................................................. 1
1-2文獻回顧 ......................................................................... 2
1-3 研究目的與方法: ........................................................... 5
1-4論文架構: ........................................................................ 6
第二章 研究方法及實驗步驟與分析方法 .......................... 7
2-1. 實驗設備 ....................................................................... 7
2-2.透水潛堤模型設計 ........................................................ 9
2-3. 設計波浪條件: ........................................................... 13
2-4.實驗量測方法 ............................................................. 14
2-5分析方法 ...................................................................... 14
2-5-1資料擷取 .................................................................. 14
2-5-2 入反射波分離 ......................................................... 15
2-5-3 反射率以及透過率的求法 ..................................... 16
2-6重複性實驗結果比較 .................................................. 18
第三章實驗結果與討論 ................................................... .24
3-1潛堤的碎波條件 .......................................................... 25
3-2碎波與否的潛堤消波效率 .......................................... 30
3-2-1前坡坡度1/2的消波效率 ......................................... 30
3-2-2坡度1/5的消波效率 ................................................. 31
3-2-3 比較不同坡度的消波效率 ...................................... 33
3-2-4 碎波時不同前坡坡度的消波效率 .......................... 33
3-2-5 未碎波時不同前坡坡度的差異 .............................. 35
3-2-6 尖銳度(Hi/L)對透過率(Kt )之影響 ........................ 36
3-2-7 波長分之堤頂沒水深(R/L)對透過率(Kt )影響 ..... 36
3-3 前人比較(與Van der meer 比較) ............................. 38
4 結論與建議: .................................................................... 40
4-1 結論 ............................................................................. 40
4-1.1 能量消散(未碎波) ................................................... 40
4-1.2 能量消散(碎波) ....................................................... 41
4-1.3 碎波條件 .................................................................. 41
4-2 建議 ............................................................................. 42
參考文獻 ............................................................................ 43
附錄1:圖3-1 碎波條件,個別週期在水深50-90cm ..... 47
附錄2:圖3-2-6 系列與表格說明 ...................................... 53
附錄3:碎波與未碎波照片 ................................................. 69
附錄4:為潛堤坡度1/5 的觀察紀錄 .................................. 70
附錄5:坡度1/2 的觀察記錄 ........................................... 85
參考文獻 References
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