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系統識別號 U0002-2007201615253600
中文論文名稱 雨水下水道數值模式與驗證
英文論文名稱 Verification of A Numerical Model for Storm-Drainage System
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生中文姓名 林家民
研究生英文姓名 Jia-Min Lin
學號 603480244
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2016-06-24
論文頁數 51頁
口試委員 指導教授-許中杰
委員-施國肱
委員-戴璽恆
中文關鍵字 普里斯曼隱性差分  聖凡南假設  數值雙掃法 
英文關鍵字 Preissmann's scheme  Double-Sweep Method 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 本研究應用一維性非恆態流水理模式以普里斯曼隱性差分技巧(Preissmann's Scheme)及聖凡南假設(Saint Venant Hypotheses)推導連續方程式及動量方程式,並以數值雙掃法求解。上、下游邊界條件為設計入流歷線及潮汐水位歷線,並假設一基底流量。假設恆態流情況下,各管渠內之初始水深由上、下游邊界條件及基底流量使用標準步推法(Standard-Step Method)求得。
本模式主要模擬馬蹄型管之明渠流水理現象並以實驗結果驗證實驗之各項參數及其正確性、可靠性。
英文摘要 This research apply Preissmann's scheme and Double-Sweep Method to establish a model to solve Continuity Equation and Momentum Equation according to Saint Venant Hypotheses. The upstream boundary condition assumed to be designed discharge hydrograph, and the downstream boundary condition assumed to be water stage hydrograph of tidal. The base discharge at each channel is assumed with a small discharge. Assumed the flow is steady ,the initial depth of this model involves downstream boundary condition effect and is derived from downstream end using Standard-Step Method.
This model mainly to simulate the horseshoe -shaped tube of open channel flow and base on the experiment result to prove the validity and accuracy of each parameter can be tested.
論文目次 目錄
第一章 前言................................................................................................................1
第二章 文獻回顧........................................................................................................3
第三章 實驗配置與測量方法....................................................................................5
3-1模型參數比..............................................................................................5
3-2渠道配置..................................................................................................6
3-3 模型糙度.................................................................................................6
3-4 儀器設備介紹.........................................................................................7
3-5 量測方法.................................................................................................7
第四章 基礎理論........................................................................................................8
4-1 控制方程式.............................................................................................8
4-2 初始條件與邊界條件.............................................................................9
4-2-1 初始條件.....................................................................................9
4-2-2 上游邊界條件.............................................................................9
4-2-2-1設計流量...................................................................................9
4-2-3 下游邊界條件...........................................................................10
4-3 內部條件...............................................................................................11
4-3-1質量守恆.....................................................................................11
4-3-2能量守恆.....................................................................................11
第五章 數值方法......................................................................................................12
5-1 普里斯曼四點隱性差分法...................................................................12
5-2 差分控制方程式...................................................................................13
5-3 數值雙掃法...........................................................................................14
第六章 結果與討論..................................................................................................15
6-1 數值參數...............................................................................................15
6-2 能量損失係數.......................................................................................16
6-3 驗證比較...............................................................................................17
第七章 結論..............................................................................................................18
參考文獻......................................................................................................................19
附錄一 明渠流之差分控制方程式..........................................................................41
附錄二 係數 、 之回歸式...................................................................................50
附錄三 係數 、 、 之迴歸式...........................................................................51
圖目錄
圖1 實驗渠道示意圖&渠道斷面圖....................................................................20
圖2 自計水位計...................................................................................................21
圖3 資料擷取系統...............................................................................................22
圖4 馬達控制器...................................................................................................23
圖5 差分方法格點之空間權重及時間權重示意圖...........................................24
圖6 UNSTEADY數值模式流程圖.....................................................................25
圖7 =0.6、 =0.7之各人孔尖峰水深比與 值...............................................27
圖8 =0.8、 =0.9之各人孔尖峰水深比與 值...............................................28
圖9 Sample 1 & Sample 2 各人孔之尖峰水深比與C值...................................29
圖10 Sample 3 & Sample 4 各人孔之尖峰水深比與C值.................................30
圖11 Sample 5 & Sample 6 各人孔之尖峰水深比與C值.................................31
圖12 Sample 7 & Sample 8 各人孔之尖峰水深比與C值.................................32
圖13 Sample 1之數值&實驗水位歷線.................................................................33
圖14 Sample 2之數值&實驗水位歷線.................................................................34
圖15 Sample 3之數值&實驗水位歷線.................................................................35
圖16 Sample 4之數值&實驗水位歷線.................................................................36
圖17 Sample 5之數值&實驗水位歷線.................................................................37
圖18 Sample 6之數值&實驗水位歷線.................................................................38
圖19 Sample 7之數值&實驗水位歷線.................................................................39
圖20 Sample 8之數值&實驗水位歷線.................................................................40
參考文獻 參考文獻

1. D. A. Lyn, and P. Goodwin,'Stability of a General Preissmann's Scheme,
'Journal of hydraulic Engineering,ASCE,Vol.113,No.1,January,1987,
pp. 16~28
2. F. M. Henderson,'Open Channel Flow,'Macmillan Publishing Co., Inc., New
York,1996.
3. J. A. Chung, F. M. Holly, Jr, and A. Verwey,'Practical Aspects of Computational
River Hydraulics,'Pitman Publish Inc,1980.
4. K. Subramanya,'Flow in Open Channel,'Mc Graw-Hill Publishing Company
Limited,1982,pp.328~330
5. M. H. Chaudhry,'Applied Hydraulic Transients,'Van Nostrand Reinhold
Company,1979,pp.27~43
6. P. G. Samuels, and C. P. Skeels,'Stability Limit for Preissmann's Scheme,
'Journal of hydraulic Engineering,ASCE,Vol.116,No.8,January,1990,
pp. 997~1012
7. V. T. Chow,,'Open-Channel hydraulics,'Mc Graw-Hill Publishing Company
Limited,1973,pp.546~549
8. 林維明,「實用性逕流量與渠道水理計算之研討」,水利會訊,第八期,民
國94年5月,第22~46頁。
9. 蔡長泰,「都市雨水下水道功能與改善措施之評估研究(II)」,行政院國家科學
委員會補助專題研究計畫,民國97年10月。
10. 王如意、易任,「應用水文學(上冊)」,國立編譯館出版,民68-71,第400~453
頁。
11. 溫美芳,「雨水下水道數值模式之建構」,私立淡江大學水資源及環境工程研
究所碩士論文,民國94年6月。
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