以高阶缓坡方程式模拟方向不规则波之变形-eTop-工程科技推展平台.PDF

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告 方向不規則波浪變形之研究--子計畫一：以高階緩坡方程 式模擬方向不規則波之變形(第 3年) 研究成果報告(完整版) 計 畫 類 別 ： 整合型 計 畫 編 號 ： NSC 97-2221-E-006-261-MY3 執 行 期 間 ：99年08月01日至 100年07月31日 執 行 單 位 ：國立成功大學水利及海洋工程學系（所） 計 畫 主 持 人 ： 許泰文 共 同 主 持 人 ： 林炤圭 計畫參與人員： 碩士級-專任助理人員：陳思樺 碩士班研究生-兼任助理人員：劉燕蓉 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 公 開 資 訊 ： 本計畫可公開查詢 中 華 民 國 100 年 10月 31 日 中文摘要： 本計畫應用能譜觀念以高階緩坡方程式 (Mild-Slop Equation, MSE)所建立之數值 模式為基礎，藉由能量通率之觀念在方程式中加入能量消散係 數、非線性淺化係數、 碎波效應及非線性波波交互作用求解不規則波浪通過結構物之 變形問題，同時探討等 頻率分割法和混合分割法在處理不規則波浪變形、週期和波譜 形狀變化之適切性。本 計畫計算結果將與SWAN 風浪數值模式之測試結果比較，驗證 模式於模擬二維平面不 規則波場上之可行性。模式計算結果同時與平面水池之試驗結 果比較驗證。 本計畫分三年進行，第一年著重於理論推導和數值模式之建 立。藉由能量守恆之 觀念，加入非線性淺化及非線性波波交互作用，探討等深地形 佈置離岸堤，方向不規 則波之波浪折、繞射及反射之變形。第二年延伸第一年之成 果，擴展模式之功能，考 慮波浪碎波與能量消散效應，據此模擬斜坡底床佈置離岸堤， 方向不規則波之波浪變 形。第三年則以前二年研究基礎，離岸堤改為透水堤，重新推 導理論，建立數值模式 計算方向不規則波通過斜坡海床上離岸堤之變形，數值模式計 算結果將以不面水池之 試驗結果加以校驗。 英文摘要： In this project, we apply the higher-order evolution equation of mild slope equation (EEMSE) with spectral method to simulate wave transformation of directional irregular waves. In the EEMSE, the energy coefficient in terms of energy flux will be added to deal with nonlinear shoaling, wave breaking and wave-wave interaction. In