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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 譚義績(Yih-Chi Tan) | |
| dc.contributor.author | Chiou-Yuan Huang | en |
| dc.contributor.author | 黃秋源 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-13T04:21:55Z | - |
| dc.date.available | 2007-07-24 | |
| dc.date.copyright | 2006-07-24 | |
| dc.date.issued | 2006 | |
| dc.date.submitted | 2006-07-22 | |
| dc.identifier.citation | 參考文獻
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| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/33013 | - |
| dc.description.abstract | 本研究目的主要欲依照堰頂所量得之流速剖面迴歸出與表面流速及水深之關係,藉此將未知流量通過堰頂時之表面流速及水深反推求流速剖面,進而利用積分方式計算精確之流量。此外,亦針對堰上游之流速量測資料討論流體接近堰前之流速變化,其中包含縱向及水深方向之觀察。在量測儀器上,使用聲波都卜勒測速儀量測不同堰型及不同堰頂水深之堰頂與上游三維流速,本文針對堰高為20cm之銳緣堰和臥箕堰兩種形式進行量測。研究中量測之案例則設定6組不同堰頂水深,其範圍為12至17cm。
根據研究成果,可歸納出三項要點。第一,堰頂最大流速位置發生在接近堰頂處,有別於一般無水工結構物下之明渠水流的流速剖面,兩者之間不同的差異,將會導致流量估算上的誤差。第二,綜合堰頂流速剖面資料,藉由堰頂表面流速與流速剖面之關係,以堰頂表面流速和堰頂水深為特徵值,可得無因次化流速剖面圖,藉此可推得堰頂表面流速與水深之迴歸式( ),其迴歸式僅需要堰頂表面流速與水深兩個資訊,即可推求不同堰頂水深時之堰頂流速面與流量推估。第三,觀察綜合堰上游之縱向流場可發現,兩種堰形量測中皆有等流速交點之存在,可把交點視為一軸點( pivot ),其各水深方向u流速剖面以此交點為支點,在此支點上方為流速加速區,反之,下方則為流速減速區。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | The main goal in this thesis is to measure the velocity profile at weir crest and then derive the relationship between water surface velocity and profile at crest. That relationship can be utilized to estimate velocity profile as flow over weir where only two kinds of information: water surface velocity and water dapth. Furthermore, the discharge will be carried out through the integration of velocity profile. In addition, the horizontal and vertical variations of velocity profile at upstream side will also be discussed. This thesis constructs three-dimensional flow field at crest and upstream side of sharp crest and Ogee weirs with height 20 cm using Acoustic Doppler Velocimetry at various water depth at weir crest. In this study, there are 6 different cases in water depth at crest and range of depths is from 12 to 17 cm.
There are three topics according to results of measurements. First, the maximum longitudinal velocity of vertical velocity profiles at weir crest occurs near the crest which differs from general velocity profile in open channel flow without structure. The distinct pattern therefore causes the traditional estimation of velocity profile invalid. Hence the second topic holds an algorithm how to create the velocity profile at crest based on information of velocity at water surface and water depth. Surface velocity and water depth as characteristic values normalize the velocity profile and elevation. Summarizing all normalized measured data, similar non-dimensional profiles are presented. Afterward the regression is carried out between velocity profile and elevation ( ). Some examinations are performed and these show good agreement of estimating real velocity profile only according to surface velocity and water depth. Furthermore, the discharge calculations are discussed here and some comparisons are also exhibited with other methods. The last topic is an observation at upstream side of weir. Concluding the velocity profiles, there is a pivot of equilibrium longitudinal velocity that locates at approximate elevation of weir height. Zone above the pivot means velocity acceleration, and whereas the velocity deceleration appears below the pivot. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T04:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-95-R93622024-1.pdf: 4123159 bytes, checksum: b6ba765b94b26866903be86702fb409f (MD5) Previous issue date: 2006 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄
中文摘要 I Abstract II 圖錄 VII 表錄 XIII 第一章 前言 1 1.1 研究動機 1 1.2 流速剖面 2 1.3 流量估算 4 1.4 流速量測 4 1.5 內文組織 5 第二章 試驗設置 6 2.1 試驗水槽 6 2.2 銳緣堰( sharp-crested weir ) 7 2.3 臥箕堰( ogee spillway ) 7 第三章 三維聲波都卜勒測速儀 9 3.1 使用ADV的理由 9 3.1.1 使用目的 9 3.1.2 ADV與其他流速儀之量測比較 9 3.1.2.1 水槽佈置 9 3.1.2.2 量測儀器 10 3.1.2.3 量測試驗規劃 10 3.1.2.4 量測結果 12 3.2 ADV原理 13 3.3 儀器裝備介紹 14 3.4 使用向上測頭的理由 16 3.5 ADV校正測試 17 3.5.1 底床5cm內流速之校正 17 3.5.2 向下測頭和向上測頭之銜接 20 第四章 室內水槽現場試驗量測 21 4.1 試驗條件 21 4.2 試驗方法與步驟 22 4.3 ADV資料分析方法 27 4.3.1 平均法 27 4.3.2 雜訊處理( despike ) 27 4.4 比較流場對稱性 28 第五章 結果與討論 78 5.1 縱斷面流場量測結果分析 78 5.1.1 銳緣堰( sharp-crested weir ) 78 5.1.2 臥箕堰( ogee spillway ) 82 5.1.3 比較 87 5.2 堰頂表面流速與流速剖面之關係 91 5.2.1 堰頂橫斷面流速剖面量測分析 91 5.2.1.1 堰頂同一量測位置上其不同堰頂水深流速剖面之比較 92 5.2.1.2 在相同堰頂水深下其堰頂橫斷面之流速剖面比較 102 5.2.2 無因次分析 109 5.2.2.1 銳緣堰之無因次分析 109 5.2.3.2 臥箕堰之無因次分析 124 5.3 流量計算 132 5.3.1 流量公式 132 5.3.2 流量比較 133 5.4 數值模擬比較 134 5.4.1 商用軟體CFX4 134 5.4.2 量測值與模擬值的比較 135 第六章 結論與建議 141 6.1 結論 141 6.2 建議 142 參考文獻 144 符號說明 146 圖錄 圖1-1 員山子分洪隧道小模型示意圖 1 圖1-2 員山子分洪堰現場情形 2 圖1-3 臥箕堰堰頂之流速分佈圖 3 圖1-4 窄渠道中之流速剖面圖 4 圖2-1 多功能循環水槽 6 圖2.2 (a) 試驗用銳緣堰示意圖 (b) 銳緣堰3D示意圖 7 圖2.3 員山子洪堰現場結構設計圖 8 圖2.4 (a) 試驗用臥箕堰示意圖 (b) 臥箕堰3D示意圖 8 圖3-1 循環水槽示意圖 10 圖3-2 量測儀器 (a) KENEK VO-401A旋槳式流速儀 (b)ACM-20 0P二維電磁式流速儀 (c) Pitot tube皮托管 11 圖3-3 循環水槽各儀器中間測點之流速分布 12 圖3-4 3D 16-MHz MicroADV 13 圖3-5 ADV聲波發射及接收示意圖 14 圖3-6 MicroADV探測器之不同測頭形式 15 圖3-7 訊號控制模組 15 圖3-8 訊號處理模組 16 圖3-9 距堰上游60cm處有無施加高嶺土之中心測點流速剖面 (a) u方向速度 (b) v方向速度 (c) w方向速度 19 圖3-10 ADV向上與向下測頭之流速剖面 20 圖4-1 量測現場之量測平台架設情形 23 圖4-2 堰上游60cm橫斷面量測位置和量測點之分佈情形(面向下游) 24 圖4-3 堰頂橫斷面量測位置和量測點之分佈情形(面向下游) 24 圖4-4 銳緣堰堰頂水深為15cm( Run S4 )時之縱斷面量測位置和量測點之分佈情形 25 圖4-5 臥箕堰堰頂水深為12cm( Run O1 )時之縱斷面量測位置和量測點之分佈情形 26 圖4-6-1 Run S1之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 30 圖4-6-2 Run S1之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 31 圖4-7-1 Run S2之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 32 圖4-7-2 Run S2之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 33 圖4-8-1 Run S3之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 34 圖4-8-2 Run S3之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 35 圖4-9-1 Run S4之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 36 圖4-9-2 Run S4之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 37 圖4-10-1 Run S5之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 38 圖4-10-2 Run S5之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 39 圖4-11-1 Run S6之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 40 圖4-11-2 Run S7之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 41 圖4-12-1 Run O1之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 42 圖4-12-2 Run O1之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 43 圖4-13-1 Run O2之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 44 圖4-13-2 Run O2之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 45 圖4-14-1 Run O3之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 46 圖4-14-2 Run O3之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 47 圖4-15-1 Run O4之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 48 圖4-15-2 Run O4之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 49 圖4-16-1 Run O5之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 50 圖4-16-2 Run O5之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 51 圖4-17-1 Run O6之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 52 圖4-17-2 Run O6之堰上游60cm( x = -60cm )流速剖面圖 53 圖4-18-1 Run S1之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 54 圖4-18-2 Run S1之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 55 圖4-19-1 Run S2之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 56 圖4-19-2 Run S2之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 57 圖4-20-1 Run S3之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 58 圖4-20-2 Run S3之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 59 圖4-21-1 Run S4之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 60 圖4-21-2 Run S4之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 61 圖4-22-1 Run S5之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 62 圖4-22-2 Run S5之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 63 圖4-23-1 Run S6之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 64 圖4-23-2 Run S6之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 65 圖4-24-1 Run O1之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 66 圖4-24-2 Run O1之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 67 圖4-25-1 Run O2之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 68 圖4-25-2 Run O2之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 69 圖4-26-1 Run O3之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 70 圖4-26-2 Run O3之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 71 圖4-27-1 Run O4之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 72 圖4-27-2 Run O4之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 73 圖4-28-1 Run O5之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 74 圖4-28-2 Run O5之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 75 圖4-29-1 Run O6之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 76 圖4-29-2 Run O6之堰頂( x = 0cm )流速剖面圖 77 圖5-1 距銳緣堰上游60cm到30cm間之流速剖面變化 (a) 速度u (b) 速度v (c) 速度w 80 圖5-2 距銳緣堰上游20cm到堰頂間之流速剖面變化 (a) 速度u (b) 速度v (c) 速度w 81 圖5-3 銳緣堰沿縱段面之二維流場向量圖( Run S4 ) 82 圖5-4 銳緣堰縱段面沿x方向之u流速剖面變化( Run S4 ) 82 圖5-5 距臥箕堰上游60cm到30cm間之流速剖面變化 (a) 速度u (b) 速度v (c) 速度w 85 圖5-6 距臥箕堰上游25cm到堰頂間之流速剖面變化 (a) 速度u (b) 速度v (c) 速度w 86 圖5-7 臥箕堰沿縱段面之二維流場向量圖( Run O1 ) 87 圖5-8 臥箕堰縱段面沿x方向之u流速剖面變化( Run O1 ) 87 圗5-9 u方向流速剖面隨著軸點而變化的情形(銳緣堰) 89 圗5-10 u方向流速剖面隨著軸點而變化的情形(臥箕堰) 90 圗5-11 銳緣堰之等流速現圖( Run S4 ) 90 圗5-12 臥箕堰之等流速現圖( Run O1 ) 91 圖5-13-1 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(銳緣堰) 94 圖5-13-2 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(銳緣堰) 95 圖5-13-3 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(銳緣堰) 96 圖5-13-4 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(銳緣堰) 97 圖5-14-1 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(臥箕堰) 98 圖5-14-2 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(臥箕堰) 99 圖5-14-3 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(臥箕堰) 100 圖5-14-4 堰頂同一量測點位置下,六組不同堰頂水深試驗之流速剖面(臥箕堰) 101 圖5-15-1 相同堰頂水深試驗下,不同量測點位置之堰頂流速剖面(銳緣堰) 103 圖5-15-2 相同堰頂水深試驗下,不同量測點位置之堰頂流速剖面(銳緣堰) 104 圖5-15-3 相同堰頂水深試驗下,不同量測點位置之堰頂流速剖面(銳緣堰) 105 圖5-16-1 相同堰頂水深試驗下,不同量測點位置之堰頂流速剖面(臥箕堰) 106 圖5-16-2 相同堰頂水深試驗下,不同量測點位置之堰頂流速剖面(臥箕堰) 107 圖5-16-3 相同堰頂水深試驗下,不同量測點位置之堰頂流速剖面(臥箕堰) 108 圖5-17 銳緣堰之量測資料無因次化後之流速剖面圖 112 圖5-18 Run S1之實測資料與迴歸式的比較 113 圖5-19 Run S2之實測資料與迴歸式的比較 114 圖5-20 Run S3之實測資料與迴歸式的比較 115 圖5-21 Run S4之實測資料與迴歸式的比較 116 圖5-22 Run S5之實測資料與迴歸式的比較 117 圖5-23 Run S6之實測資料與迴歸式的比較 118 圖5-24 銳緣堰之量測資料無因次化後之流速剖面圖(拿掉Run S3和Run S5) 119 圖5-25 Run S1之實測資料與迴歸式的比較(拿掉Run S3和Run S5) 120 圖5-26 Run S2之實測資料與迴歸式的比較(拿掉Run S3和Run S5) 121 圖5-27 Run S4之實測資料與迴歸式的比較(拿掉Run S3和Run S5) 122 圖5-28 Run S6之實測資料與迴歸式的比較(拿掉Run S3和Run S5) 123 圖5-29 臥箕堰之量測資料無因次化後之流速剖面圖 125 圖5-30 Run O1之實測資料與迴歸式的比較 126 圖5-31 Run O2之實測資料與迴歸式的比較 127 圖5-32 Run O3之實測資料與迴歸式的比較圖 128 圖5-33 Run O4之實測資料與迴歸式的比較圖 129 圖5-34 Run O5之實測資料與迴歸式的比較圖 130 圖5-35 Run O6之實測資料與迴歸式的比較圖 131 圖5-36 銳緣堰Run S4縱斷面中心線( y = 25 cm )流場比較量測值與模擬值 138 圖5-37 臥箕堰Run O1縱斷面中心線( y = 25 cm )流場比較量測值與模擬值 140 表錄 表3-1 16-MHz MicroADV功能簡介 16 表4-1 銳緣堰之試驗條件 22 表4-2 臥箕堰之試驗條件 22 表5-1 銳緣堰之流量誤差比較 133 表5-2 臥箕堰之流量誤差比較 134 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 堰流 | zh_TW |
| dc.subject | 聲波都卜勒測速儀 | zh_TW |
| dc.subject | 流速剖面 | zh_TW |
| dc.title | 堰上游流場量測及分析 | zh_TW |
| dc.title | Measurements and Analyses of Flow Field at Upstream Side of Weir | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 94-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.coadvisor | 賴進松(Jihn-Sung Lai) | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 蔡長泰,張耀澤,陳增壽 | |
| dc.subject.keyword | 聲波都卜勒測速儀,流速剖面,堰流, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | ADV,velocity profile,weir flow, | en |
| dc.relation.page | 146 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2006-07-23 | |
| dc.contributor.author-college | 生物資源暨農學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 生物環境系統工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位: | 生物環境系統工程學系 | |
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|---|---|---|---|
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