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姓名 陳泰逸(Tai-Yi Chen) 查詢紙本館藏 畢業系所 土木工程學系 論文名稱 渠道固床工攔擋顆粒流之數值模擬 相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 土石流為嚴重自然災害，為了解土石流在河道中的影響，本研究以PFC3D數值模式進行顆粒流在渠道中受不同固床工位置之影響。討論三種不同顆粒數量(堆積高度(H)為10cm、7.1cm、5cm)，每種數量放置至少八個不同位置之等高障礙物(h)。比較各種組合的結果，並藉由實驗來驗證模擬的結果是否精確。不同閘門抽離方式會對顆粒流初始破壞造成影響，分為主動破壞和被動破壞。顆粒流靜止時的表面坡度會隨著障礙物與閘門距離的增加，先由一初始坡度降低後再提高，而不同堆積高度與障礙物高度關係也會影響到顆粒靜止時的坡度。改變堆積高度與障礙物高度比(H/h)時，隨著障礙物距離的增加，較高H/h的阻擋率變化會較明顯，較低H/h的阻擋率變化則較小，而不動顆粒則在高H/h時變化較小，低H/h時變化較明顯。 摘要(英) Landslides debris flows are serious natural disasters. In order to understand the influence of ground sills on the granular flow in the channel, this is employs PFC3D numerical model to simulate the particle flow in the channel by different groundsill positions. We have three different particle quantities(Stacking height(H)：10cm、7.1cm、5cm) and 8 locations at the same obstacle height. The numerical results of the various combinations are close to the results obtained from flume. Different gate extraction methods affect the initial failure modes of the particle piles, which is divided into active failure and passive failure. After the release of the particle pile, its surface slope increases as the distance between the obstacle and the gate increases first and declines later. The relationship between the stacking height and the obstacle height also affects the final surface slope. When increasing the ratio of stacking height to obstacle height (H/h), the blocking rate will decrease and the trend is sensitive to the distance to the obstacle. The portion of immobile particles on the upstream channel bed is more pronounced at low H/h values. 關鍵字(中) ★ 顆粒流
★ 障礙物位置
★ 阻擋率
★ 不動區關鍵字(英) ★ PFC3D
★ granular flows
★ obstacle
★ blocking rate
★ immobile particle論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 1
1.3研究方法 2
1.4論文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 顆粒旋轉約束方程式 4
2.2 臨界時間步長 4
2.3 重力方向設定 5
2.4 Quasi-static method and Velocity method 5
2.5 以RBG色階觀測顆粒堆積體積 7
2.6渠道表面顆粒發展 8
2.7接觸力模型 9
2.8顆粒流阻擋率與不動區 11
2.9實驗之渠槽設置 13
第三章 研究方法 15
3.1 模擬配置 15
3.2 實驗配置 21
3.2.1 渠槽配置 21
3.2.2 顆粒測量 23
3.2.3 攝影配置 24
3.2.4 實驗方法 25
3.3 模擬步驟與分析 26
3.3.1 模擬步驟 26
3.3.2 模擬結果之分析 26
第四章 結果與討論 27
4.1模擬結果 27
4.1.1 初始顆粒堆積比例 27
4.1.2 閘門抽離方式比較 29
4.1.3 顆粒模擬 32
4.1.4 顆粒破壞面 39
4.2實驗結果 45
4.3比較與討論 55
4.3.1顆粒流表面坡度與障礙物前顆粒堆積高度 55
4.3.2 阻擋率 60
4.3.3 不動區 63
第五章 結論 72
5.1 結論 72
5.2 建議 74
參考文獻 75參考文獻 [1] 張駿(2015)，「土石流地聲與流動特性之室內實驗與現地監測」，國立中央大學，碩士論文
[2] 蔡一豪(2016)，「顆粒堆積體受重力及地震力作用下之運動模擬與驗證」，國立中央大學，碩士論文
[3] 陸威宇(2017)，「渠道中障礙物受顆粒流撞擊之數值模擬」，國立中央大學，碩士論文
[4] Teufelsbauer H., Wang Y., Pudasaini S.P., Borja R.I., Wu W., (2011), “DEM simulation of impact force exerted by granular flow on rigid structures”, Acta Geotechnica 6:119–133.
[5] Itasca Consulting Group (1998), “PFC2D 2.00 Particle Flow Code in Two Dimensions’’, Itasca Consulting Group, Inc., Minneapolis, Minnesota, MN.
[6] Itasca Consulting Group (2003), “PFC3D (Particle flow code in 3D) theory and background manual’’, Version 3.0, ICG, Itasca Consulting Group, Inc., Minneapolis, Minnesota, MN.
[7] Moriguchi S., Borja R.I., Yashima A., Sawada K., (2009), “Estimating the impact force generated by granular flow on a rigid obstruction’’ , Acta Geotechnica 4:57–71.
[8] Yang F.L., Chang W.T., Huang Y.T., Hsieh S.H., Chen C.S., (2013), “Dry granular avalanche down a flume: Choice of discrete element simulation parameters’’, Physics of fluids 25, 123303.
[9] Kuo C.Y., Sheng L.T., Chiu S.Y., Yang Y.Z., Tai Y.C., Hsiau S.S., (2015), “Measurement and discrete element simulation of a fixed-obstacle disturbed rapid granular chute flow’’, Physics of fluids 27 , 013305.指導教授 周憲德 審核日期 2018-7-26 推文 plurk
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