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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 工程科學及海洋工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/51205
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor邱逢琛
dc.contributor.authorYu-Ting Hsuen
dc.contributor.author徐玉婷zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-15T13:27:27Z-
dc.date.available2021-02-19
dc.date.copyright2016-03-14
dc.date.issued2016
dc.date.submitted2016-02-15
dc.identifier.citation1. J. M. Anderson, k.S., D. S. Barrett and M. S. Triantafyllou, Oscillating foils of high propulsive efficienvy. Journal of Fluid Mechanics, 1997. 360: p. 41-72
2. M. S. Triantafyllou and D. S. Barrett, Propulsion mechanism employing flapping foils. 1995, Google Patents.
3. 吳俊概,“鯨豚式推進器(Cetacean Propulsor),”第十一屆全國機構與機械設計學術研討會(CSMMT2008),新竹,台灣,2008 年 11 月 14 日
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Suntory_Mermaid_II http://www.tsuneishi.co.jp/english/horie/about.html
5. https://www.ofoil.nl/
6. 李文富“應用船艏振動翼於波浪推進之初步探討”,台灣大學工程科學及海洋工程學系碩士論文,2012年11月
7. Forng-Chen Chiu, Wen-Fu Li, Wen-Chuan Tiao “Preliminary study on a concept of wave propulsion by an active pitch-oscillating fin, MTS/IEEE OCEANS '14, Taipei, Taiwan, 2014/4
8. 林昱仲, “自航船模實驗系統建立及其應用之研究”,台灣大學工程科學及海洋工程學系碩士論文,2012年10月
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/51205-
dc.description.abstract隨著燃油價格的高漲以及全球氣候變遷意識日漸增強,節能減碳早已成為國際關注之議題,並積極尋求如何提升能源使用效率,或再生能源利用以及各種節能的方法,而航運造船領域也不例外。所謂”師法自然”,如何從歷經演化競爭存活下來的生物獲得科技創新研發的啟發也成為一門”仿生學”的學問。在船舶海洋領域,科學及工程專家著眼於海洋迴游魚類如何以低耗能、高效率方式在海裡推進,長程迴游,希望透過了解仿生運動模式達到節能的效果,並將研究成果應用於船舶在實海域的航行,經過多年的研究發展出許多創新設計與裝置,並希望透過發展出的成果達到減少船舶阻力或提升推進效率,且具有節能減碳的效果。此外,也已有一些針對使用被動或主動振動翼來擷取波能以協助船舶推進方法的探索。
本實驗研究的目的即在於尋求可應用於一般商船的節能裝置,應用自航船模的水槽實驗探討在船舶船艏處裝置振動翼,利用船舶於波浪中航行時所引致的船體起伏運動,搭配振動翼主動繞其轉軸縱搖所形成之起伏-縱搖耦合運動,擷取波能直接用以輔助船舶在波浪中推進之可行性驗證,並釐清振動翼主動控制模式。
本實驗研究驗證了應用主動式縱搖振動翼對於輔助船舶於波浪中推進有正面之效果,只要振動翼的縱搖領先起伏相位角在適當範圍內,對於船舶於波浪中推進之速度提升及節能可有顯著的效果。
zh_TW
dc.description.abstractScientists have found that marine mammals like dolphins and whales swim in high efficiency. Marine mammals may also swim across the ocean by using wave energy and converting it to thrust through proper control of their tail fin. Ships traveling in wave will get ship motions from wave energy. It’s considered to be feasible to find an efficient way to enhance the ship propulsion by extracting wave energy and converting it to useful propulsive thrust. Hence, many concepts of propulsion system using active or passive control of oscillating fin are investigated and applied. However, most of them are focused on small crafts but not on general merchant ships.
In the present study, a pair of oscillating bow fin with NACA0016 section controlled actively in pitch are applied to a container ship travelling in head waves for validating its effectiveness. The oscillating fins are placed underneath the front part of the container ship model with bulbous bow. The experiments implement in two wavelength of regular head wave, measure the mean speed of the ship model in wave with controlling the phase angle between heaving and pitching motion of the oscillating bow fin. The target of these experiments is to change the phase angle between heaving and pitching of the oscillating bow fin motion, finding the range of phase angles which enhance the speed of the ship model in wave. These results are compared with the mean speed in wave without flapping the oscillating bow fin.
The experimental results show that it’s effective to enhance the speed of the ship model and to save energy in wave propulsion by applying an oscillating bow fin as long as the phase angle between heaving and pitching motion of the fin is in the appropriate range.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-15T13:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ntu-105-R02525094-1.pdf: 1988842 bytes, checksum: 72a3299160508a9497a6d20f8879b25f (MD5)
Previous issue date: 2016
en
dc.description.tableofcontents致謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 X
符號說明 XI
第一章 緒論 1
1-1研究背景與動機 1
1-2波浪推進技術研發現況回顧 1
1-3研究目的與方法 5
1-4本文架構概述 6
第二章 實驗規劃 7
2-1 供試船模 7
2-2 船艏振動翼 8
2-2-1振動翼幾何 8
2-2-2振動翼運動模式 11
2-3 實驗系統架構 12
2-3-1船模自航系統 14
2-3-2 振動翼控制系統 14
2-3-3量測系統 16
2-4實驗條件 18
2-4-1靜水中之船速與螺槳轉速 18
2-4-2規則波之條件 18
2-4-3振動翼之縱搖振幅 18
2-5實驗結果分析方法 20
第三章 實驗結果與討論 21
3-1 靜水中船速測試 21
3-2波浪中平均船速測試 23
3-2-1振動翼水平固定 23
3-2-2控制振動翼角度維持水平 25
3-2-3波長船長比1.0實驗結果 27
3-2-4波長船長比1.3實驗結果 29
3-3波浪中振動翼作動下平均船速測試 30
3-3-1波長船長比1.0 30
3-3-2波長船長比1.3 38
3-4振動翼節能效益推估 46
第四章 結論及建議 51
參考文獻 53
附錄 54
[附錄1] 船體縱向慣性力矩量測 54
dc.language.isozh-TW
dc.subject船艏振動翼zh_TW
dc.subject波浪推進zh_TW
dc.subject仿生推進zh_TW
dc.subject船艏振動翼zh_TW
dc.subject波浪推進zh_TW
dc.subject仿生推進zh_TW
dc.subjectbiomimetic propulsionen
dc.subjectbiomimetic propulsionen
dc.subjectoscillating bow finen
dc.subjectwave propulsionen
dc.subjectoscillating bow finen
dc.subjectwave propulsionen
dc.title應用船艏振動翼於波浪推進之船模實驗探討zh_TW
dc.titleExperimental Study on Wave Propulsion by an Oscillating Bow Finen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear104-1
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee蔡進發,郭振華
dc.subject.keyword仿生推進,船艏振動翼,波浪推進,zh_TW
dc.subject.keywordbiomimetic propulsion,oscillating bow fin,wave propulsion,en
dc.relation.page54
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2016-02-15
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept工程科學及海洋工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:工程科學及海洋工程學系

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