波浪為海洋工程中最常見的一種動力因素，對結構物或海岸的影響是以往在設計結構物與海岸工程時主要的考慮因子，所以在海洋工程上有許多討論有關於消減波浪的議題。本文主要以FLOW-3D數值軟體模擬波浪與孔隙結構物交互作用，並且與實驗做比對。在模擬中利用其建議的方式設定孔隙介質阻力參數所得到的結果與實驗結果相比差異非常大，故討論孔隙介質阻力參數的設定也是本研究的項目之一。
本文研究配置上以四種不同型式孔隙結構物來探討與波浪之間的交互作用，主要分類為：單層、雙層與三層(兩種形式)。本文中FLOW-3D模擬波浪邊界是以模擬造波板的方式來造波，與以往研究中利用FLOW-3D模擬波浪皆用其內建波浪邊界有所不同。並以水工模型試驗的結果與模擬做比較，分別對模擬結果與實驗結果取得水位資料後，再以程式做波浪分析探討之間差異。
模擬的結果顯示模擬造波板造波時所設定的衝程需減少原本設定值的百分之十，所得到的波高和實驗比較才相近。孔隙介質阻力參數b設定公式調整為0.03/D (D為孔隙介質粒徑)，參數a則不變所得到的模擬結果與實驗結果比較差異較小。四種孔隙結構物的消波率皆與波浪週期有關，波浪週期越大越不易消波，反射率與波浪週期成正相關性。

Wave is one of the most common dynamic factors in marine engineering. This is the major affecting factor in the design of structures and coastal engineering that wave affect the structure or the coast, so there are many topics about wave absorbing issues. In this paper, FLOW-3D modeling is implemented for wave interaction with porous structures, and comparing with experiment. This is very different between the results of models using the proposed method by the FLOW-3D User Manual to set drag coefficients of porous media and the results of experiments. Therefore, to discuss the setting drag coefficients of porous media is one of this research project.

Configuration of this study, four different types of porous structures to explore the interaction with wave, the major categories: single, double and three-tier (two forms). FLOW-3D simulations of wave boundary in this article is to simulate the wave plate to manufacture wave, FLOW-3D simulations of wave with the previous studies are different with its built-in wave boundary. The results of simulation compare with experiment, and obtain water depth data both of them, and then programmatically wave analysis explore the differences between simulation and experiment.
The simulation results show that stroke set by the analog wave board need to reduce 10 percent of the original settings, and the simulation results are similar to experiment results. The differences between simulation and experiment are smaller when porous media parameter ‘b’ setting formula adjust to 0.03/D ( D is the particle diameter)and parameter ‘a’ setting formula changeless. Reducing wave of the four porous structures relate to the wave period. The wave period is bigger and more difficult to wave absorption, and the reflectivity is proportional to wave period.

摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
符號說明 VIII

第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 前人研究 2
1-3 研究目的 6
1-4 本文組織 6
第二章 數值模式 8
2-1 模擬軟體介紹 8
2-2 基本控制方程式 9
2-2-1 Navier-Stokes 之控制方程式 9
2-2-2 FLOW-3D之控制方程式 10
2-3 FLOW-3D模擬流程 18
2-4 GMO模式控制與數值模擬設定 22
2-4-1 GMO模式造波 22
2-4-2 GMO模式造波驗證與模擬設定參數 23
2-5網格獨立性測試 26
2-5-1 水位變化 27
第三章 水工模型實驗方法與分析方法 28
3-1 實驗設備 28
3-2 孔隙結構物模型設計及波高計配置 31
3-3 波浪條件 35
3-4 實驗步驟(圖3-16) 37
3-4-1 孔隙結構物設置 37
3-4-2 波高計架設 37
3-4-3 進水與波高計率定 37
3-4-4 量測資料 37
3-5 分析方法 39
3-5-1 入射波觀測 39
3-5-2 反射率計算 39
3-6 實驗重複性 39
第四章 結果與討論 42
4-1 FLOW-3D初步結果 42
4-1-1 孔隙介質參數 42
4-1-2 波浪模擬 43
4-2 孔隙結構物之試驗與模擬結果 46
4-2-1 單層孔隙結構物 47
4-2-2 雙層孔隙結構物 51
4-2-3 三層孔隙結構物 55
第五章 結論與建議 62
5-1 結論 62
5-2 建議 63

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