波浪通過系列沒水平板引起之變形研究

Abstract

本研究主要為以數值方法探討線性及非線性波浪通過系列沒水平板時引起的反 射及透過現象，除了線性及非線性分析之外、也將探討板表面摩擦對波浪變形的影 響，尤其將詳細計算分析入射波遇系列沒水平板造成最大反射或零反射的發展過 程，並比較線性分析數值結果、非線性分析數值結果、及包含沒水平板表面摩擦效 應之非線性分析數值結果。 第一年、首先進行線性分析，計算線性波通過單一沒水平板、雙沒水平板、及 參沒水平板引起之波浪反射率及透過率，除了板長為引起波浪變形的重要因素之 外，板與板間的距離、板的厚度、板的沒水深度等都會影響波浪變形，尤其除了適 當板長與波長比會造成幾乎全反射或零反射現象之外，適當的板間距與波長比應該 也會造成幾乎全反射或零反射現象。由於線性分析僅適用於微小振幅波理論，而且 在頻率域(Frequency domain)計算，無法觀察波浪變形的發展過程，因此同時將進行 非線性分析，將利用數值水槽的方法，採用混合Eulerian-Lagrangian 方法對相同問題 於時間域(Time domain)作完整的非線性分析，除了更準確的數值結果之外，也可由 數值結果觀察波浪變形的發展過程。 第二年、由於前述系列沒水平板引起的反射及透過現象是在理想流體的假設下 進行研究，因此與實際流體不太一致，與實驗室觀測結果比較也會有偏大的趨勢， 除了水具有黏滯性之因素外，主要是因為沒水平板的表面摩擦造成，因此第二年的 研究將於數值水槽的時間域非線性分析中加入沒水平板的表面摩擦效應，使數值計 算結果更接近實際狀況，並可瞭解平板表面摩擦效應對非線性波浪通過單一或系列 沒水平板引起變形的影響；實際應用上，並可利用人為增加沒水平板表面摩擦效應 達到消減透過波高的目的。