系統識別號 | U0002-3108201514344500 |
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DOI | 10.6846/TKU.2015.01125 |
論文名稱(中文) | 梯形潰口潰壩之侧向斜率與流量關係研究 |
論文名稱(英文) | Discharge At Trapezoidal-Shape Dam-Break |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 水資源及環境工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Water Resources and Environmental Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 103 |
學期 | 2 |
出版年 | 104 |
研究生(中文) | 梅忠堯 |
研究生(英文) | Chung-Yao Mei |
學號 | 602480161 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2015-07-18 |
論文頁數 | 72頁 |
口試委員 |
指導教授
-
許中杰
委員 - 施國肱 委員 - 張凱堯 |
關鍵字(中) |
潰壩 潰口流量 側向斜率 |
關鍵字(英) |
dam-break discharge side-slope |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
本研究應用模型試驗分析梯形潰口潰壩時殘留壩體、初始水位、梯形斜率與流量之關係,試驗之潰壩模型置於底床坡降0.01、長14.40m、寬0.755m、渠壁深0.55m之直線矩形渠槽下游端。潰口形狀為梯形斜率為0.2及0.3之梯形。壩體設置可分為三層,第一層為潰口形狀,第二層為一較潰口最大寬度寬之左右對稱雙開門板,第三層為一可向上抽離之隔板,由於抽離之隔板與水體隔開,抽離隔板時可減少隔板對水體所造成之向上的剪應力。並設定垂向殘留壩高0.250m、0.166m、0.125m、0.100m、0.000m以及兩側側向殘留壩單寬0.105m、0.068m、0.030m、0.000m,用以模擬非完全潰壩之現象。 |
英文摘要 |
This research applies model tests and numerical simulation to analyze, at dam failure, the relationship between flow rate and the residual dam body. The dam failure test model is located downstream of a linear channel with a bed slope S0 of 0.01, length of 14.40 m and width of 0.755 m. The shape of the breach is Trapezoid with side-slope of 0.2 and 0.3. The dam consists of three tiers, first of which is in the shape of the breach; the second tier is a horizontally symmetric double-door panels wider than the maximum width of the breach. A removable divider that can be pulled up makes the third tier. Removal of the divider separates it from the water body, which reduces the upward shear stress imposed by the divider on the water body. Simulation of a partial dam failure is done by setting the residual dam height to 0.250, 0.166, 0.125, 0.100, and 0.000 m tall and by modifying the side-residual dam body to make the breach width equal to 0.105, 0.068, 0.030 and 0.000 of the channel width. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 圖目錄 iv 表目錄 vi 符號說明 vii 第一章前言 1 第二章文獻回顧 3 第三章試驗設備及測量方法 5 3-1因次分析 5 3-2模型製作及配置 6 3-3儀器設備介紹 7 3-4水位量測方法 7 3-5流量量測方法 7 第四章結果與討論 8 4-1潰口流量 8 4-2潰口水位變化 10 4-3流況變化 11 4-4流量係數 11 第五章結論 13 參考文獻 14 附錄 60 圖目錄 圖1 試驗潰口配置圖 15 圖2 潰口斷面圖及相關參數 16 圖3 試驗槽配置圖(側視) 16 圖4 自計水位計 17 圖5 資料擷取系統 18 圖6 瞬時水面線(m=0.2,W=0.000m,2R/B0=0.28,H0=0.50m) 19 圖7 瞬時水面線(m=0.2,W=0.000m,2R/B0=0.00,H0=0.50m) 20 圖8 瞬時水面線(m=0.2,W=0.250m,2R/B0=0.00,H0=0.50m) 21 圖9 瞬時水面線(m=0.2,W=0.000m,2R/B0=0.28,H0=0.38m) 22 圖10 瞬時水面線(m=0.2,W=0.000m,2R/B0=0.00,H0=0.38m) 23 圖11 瞬時水面線(m=0.2,W=0.250m,2R/B0=0.00,H0=0.38m) 24 圖12 潰口條件為斜率m=0.2側向殘留壩體2R/B0=0.28時流量歷線 25 圖13 潰口條件為斜率m=0.2側向殘留壩體2R/B0=0.28時流量歷線 26 圖14 潰口條件為斜率m=0.2側向殘留壩體2R/B0=0.28時流量歷線 27 圖15 潰口條件為斜率m=0.2側向殘留壩體2R/B0=0.28時流量歷線 28 圖16 潰口條件為斜率m=0.2殘留壩高W=0.000m時流量歷線 29 圖17 潰口條件為斜率m=0.2殘留壩高W=0.250m時流量歷線 30 圖18 潰口條件為斜率m=0.3側向殘留壩體2R/B0=0.00時流量歷線 31 圖19 潰口條件為斜率m=0.3側向殘留壩體2R/B0=0.28時流量歷線 32 圖20 潰口條件為斜率m=0.3側向殘留壩體2R/B0=0.28時流量歷線 33 圖21 潰口條件為斜率m=0.3側向殘留壩體2R/B0=0.00時流量歷線 34 圖22 潰口條件為斜率m=0.3側向殘留壩體2R/B0=0.00時流量歷線 35 圖23 潰口條件為斜率m=0.3殘留壩高W=0.250m時流量歷線 36 圖24 相同潰口條件下,側向殘留壩體2R/B0=0.00時之流量歷線 37 圖25 相同潰口條件下,側向殘留壩體2R/B0=0.28時之流量歷線 38 圖26 潰口條件為斜率m=0.2,初始水位H0=0.38m之水位歷線 39 圖27 潰口條件為斜率m=0.2,初始水位H0=0.41m之水位歷線 40 圖28 潰口條件為斜率m=0.2,初始水位H0=0.46m之水位歷線 41 圖29 潰口條件為斜率m=0.2,初始水位H0=0.50m之水位歷線 42 圖30 潰口條件為斜率m=0.3,初始水位H0=0.38m之水位歷線 43 圖31 潰口條件為斜率m=0.3,初始水位H0=0.41m之水位歷線 44 圖32 潰口條件為斜率m=0.3,初始水位H0=0.46m之水位歷線 45 圖33 潰口條件為斜率m=0.3,初始水位H0=0.50m之水位歷線 46 圖34 潰口條件為斜率m=0.2,殘留壩高W=0.000m時福祿數歷線 47 圖35 潰口條件為斜率m=0.2,殘留壩高W=0.125m時福祿數歷線 48 圖36 潰口條件為斜率m=0.2,殘留壩高W=0.250m時福祿數歷線 49 圖37 潰口條件為斜率m=0.3,殘留壩高W=0.000m時福祿數歷線 50 圖38 潰口條件為斜率m=0.3,殘留壩高W=0.125m時福祿數歷線 51 圖39 潰口條件為斜率m=0.3,殘留壩高W=0.250m時福祿數歷線 52 圖40 相同潰口條件下,側向殘留壩體2R/B0=0.00時潰口福祿數歷線 53 圖41 相同潰口條件下,側向殘留壩體2R/B0=0.28時潰口福祿數歷線 54 圖42 洪峰流量與潰口條件關係圖,梯形斜率(m=0.1) 55 圖43 洪峰流量與潰口條件關係圖,梯形斜率(m=0.2) 56 圖44 洪峰流量與潰口條件關係圖,梯形斜率(m=0.3) 57 圖45 潰口洪峰流量係數迴歸曲線 58 表目錄 表1 殘留壩體相關資料 16 表2 梯形斜率相關係數 59 表3 梯形潰口潰壩試驗-梯形斜率結果比較 59 表4 梯形斜率m=0.1,每一組試驗在0-5秒之洪峰流量與其相關資料 60 表5 梯形斜率m=0.2,每一組試驗在0-5秒之洪峰流量與其相關資料 64 表6 梯形斜率m=0.3,每一組試驗在0-5秒之洪峰流量與其相關資料 68 |
參考文獻 |
參考文獻 1.ChowVenTe, Open-Channel Hydraulics, McGraw-Hill, New York, (1959) 2.Subramanya, K., Flow in Open Channels, Tata McGraw-Hill, New Delhi, (1986) 3.Henderson, F. M., Open Channel Flow, Macmillan Publishing,New York, (1966). 4.Stansby,P. K., Chegini, A.and Barnes, T. C. D., “The initial stages of dam-break flow”, Journal of. Fluid Mech., Vol.347, pp. 407-424, (1998) 5.TsengM. H.,“Verification of 1-D Transcritical Flow Model in Channel”, Proc. Natl. Sci. Counc. Roc vol. 23 NO. 5, pp. 654-664, (1999) 6.Ancey,C.,Cochard, S. and Andreini, N., “The dam-break problem for viscous fluids in the high-capillary-number limit”, Journal of Fluid Mech., Vol.624, pp. 1-22,(2009) 7.Balmforth,N. J., Hardenberg, J. von and Zammett, R. J., “Dam-breaking seiches”, Journal of Fluid Mech., vol.628, pp. 1-21, (2009) 8.Lauber, G.andHager, W.H., “Experiment to dambreak wave: Sloping channel ”, Journal of Hydraulic Research,Vol. 36,No. 5,(1998) 9.Lauber, G.andHager, W.H., “Experiment to dambreak wave: Horizontal channel ”, Journal of Hydraulic Research, Vol. 36, No. 5, (1998) 10.許德宙「潰壩時潰口流量與水位關係之研究」,淡江大學水資源及環境工程研究所,碩士論文,台北(2002) 11.邱庭嶢「潰壩時殘留壩體與流量關係之研究」,淡江大學水資源及環境工程研究所,碩士論文,台北(2013) 12.許崇銘「梯形潰口潰壩時殘留壩體與流量關係之研究」,淡江大學水資源及環境工程研究所,碩士論文,台北(2014) |
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