本文以實驗方式探討不同剪切參數的二維彈性圓柱於水流場內的振動情形，水流速的範圍在0.4 m/s到1.06 m/s，經由實驗發現，剪切參數會對振幅有明顯的影響，剪切參數越大則彈性圓柱產生渦流引致振動會呈現延遲現象使得共振現象延後發生，此外，當剪切參數越大會使圓柱受到的阻力減少，但昇力卻會因剪切參數增大而增加，圓柱的振動軌跡會呈現出不對稱的現象，圓柱在低流速邊會有較大的位移量。圓柱後的流場型態也會因剪切參數增加與無因次速度的提高，讓渦街產生的現象越來越不明顯，最後轉變成混亂的流場。

Elastic cylinder vibration due to different shear parameter in the water flow is investigated experimentally in this research. The water flow ranges from 0.4 m/s to 1.06 m/s. It is found from the experiment that shear parameter has a significant influence on the amplitude of the cylinder vibration. The greater the shear parameter becomes, the later the delaying phenomenon also becomes. The delaying phenomenon will bring about resonant procrastination. Additionally, the greater shear parameter lessens the cylinder’s drag force, but the lift force will be augmented, and the vibration orbit will be asymmetric. At lower flow velocity, cylinder’s displacement is greater. With the enhancement of the shear parameter or the reduced velocity, the flow type and the vortex street behind the cylinder will turn more and more impalpable, and eventually become chaotic.

目錄
謝誌 II
摘要 III
Abstract IV
圖目錄 VII
符號說明 XI
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2文獻回顧 3
1-3實驗目的 5
1-4研究中使用的無因次參數定義 6
第二章 實驗儀器設備與方法 7
2-1 實驗設備 7
2-2 實驗儀器 9
2-3實驗方法 11
第三章 結果與討論 13
3-1 剪切流場的速度分布 13
3-2 不同速度梯度流場對振動的影響 14
3-3 不同速度梯度流場下尾流的形成 16
第四章 結論與建議 18
4-1 結論 18
4-2 建議 19
參考文獻 20
 
圖目錄
圖 1、 在不同雷諾數下流體通過圓柱後產生尾流之情形 [From Flow-Induced Vibration, Robert D. Blevins] 23
圖 2、不同無因次速度下之單一圓柱運動軌跡 Jauvtis(2004) 24
圖 3、封閉式水循環系統 25
圖 4、測試段示意圖 26
圖 5、彈性圓柱與固定基座 26
圖 6、蜂巢式整流器1 27
圖 7、蜂巢式整流器1之上視圖 27
圖 8、蜂巢式整流器2 28
圖 9、蜂巢式整流器2之上視圖 28
圖 10、加速規示意圖 29
圖 11、蜂巢式整流器1的剪切流場速度圖 30
圖 12、蜂巢式整流器2的剪切流場速度圖 30
圖 13、彈性圓柱在K*=0.1的運動軌跡與頻譜分析圖， 31
圖 14、彈性圓柱在K*=0.1的運動軌跡與頻譜分析圖， 32
圖 15、彈性圓柱在K*=0.1的運動軌跡與頻譜分析圖， 33
圖 16、彈性圓柱在K*=0.1的運動軌跡與頻譜分析圖， 34
圖 17、彈性圓柱在K*=0.3的運動軌跡與頻譜分析圖， 35
圖 18、彈性圓柱在K*=0.3的運動軌跡與頻譜分析圖， 36
圖 19、彈性圓柱在K*=0.3的運動軌跡與頻譜分析圖， 37
圖 20、彈性圓柱在K*=0.3的運動軌跡與頻譜分析圖， 38
圖 21、彈性圓柱在K*=0.1與K*=0.3的流場下，X方向振幅隨 39
圖 22、彈性圓柱在K*=0.1與K*=0.3的流場下，Y方向振幅隨 39
圖 23、K*=0.1、U*=3.23時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 40
圖 24、K*=0.1、U*=3.23時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 41
圖 25、K*=0.1、U*=3.85時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 42
圖 26、K*=0.1、U*=3.85時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 43
圖 27、K*=0.1、U*=4.37時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 44
圖 28 、K*=0.1、U*=4.37時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 45
圖 29、K*=0.1、U*=5.02時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 46
圖 30、K*=0.1、U*=5.02時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 47
圖 31、K*=0.1、U*=5.47時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 48
圖 32、K*=0.1、U*=5.47時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 49
圖 33、K*=0.1、U*=6.02時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 50
圖 34、K*=0.1、U*=6.02時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 51
圖 35、K*=0.3、U*=4.05時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 52
圖 36、K*=0.3、U*=4.05時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 53
圖 37、K*=0.3、U*=4.54時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 54
圖 38、K*=0.3、U*=4.54時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 55
圖 39、K*=0.3、U*=5時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 56
圖 40、K*=0.3、U*=5時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 57
圖 41、K*=0.3、U*=5.5時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 58
圖 42、K*=0.3、U*=5.5時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 59
圖 43、K*=0.3、U*=5.9時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 60
圖 44、K*=0.3、U*=5.9時Y軸在不同位置時的振幅與頻譜分析圖 61
圖 45、高速攝影機拍攝的圓柱流場圖 62

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