具背景渦度下之正壓渦漩不穩定性之實驗研究

Abstract

本文中所進行的水工實驗，是以一旋轉水槽作等角速度旋轉，其工作流體為水，經由在適當的類比條件下於旋轉水槽中產生類似於颱風渦漩流場，再由不同初始條件的渦漩產生方式歸納演化運動情形，並且經由改變不同的渦漩產生初始條件以創造出大而弱與小而強的不同渦漩，其渦度比要在六倍以上，半徑比大於二倍等，以嘗試是否可以在實驗室的水工模擬上產生出類似自然界中颱風眼牆的現象。在流場的觀察上，吾人利用染料的施放以做定性的觀察，再藉由雷射光切頁及顯影細微顆粒的使用並配合CCD 攝影機及影像擷取卡來擷取吾人所要分析的渦漩流場影像，最後利用影像測速儀來對影像加以分析以得到流場定量的資訊。 在一適當的距離下，由擾動所產生的二渦漩在渦漩剛形成時不會馬上相互吸引，反而是互相給對方一推力，使得渦漩初始會有一遠離的運動情形，且遠離後會固定最終穩定情形。