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系統識別號 U0026-1908202013491600
論文名稱(中文) 台灣北部海域基於歷史紀錄海底山崩引發之海嘯波傳模擬
論文名稱(英文) The tsunami simulations induced by underwater avalanches based on the historical studies in north Taiwan
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生(中文) 李承諭
研究生(英文) Cheng-Yu Lee
學號 N66071061
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 70頁
口試委員 指導教授-方中
口試委員-吳致平
口試委員-蘇于琪
口試委員-王永明
口試委員-徐德修
中文關鍵字 流變流體  海底山崩  淺水波  海嘯分析 
英文關鍵字 Rheological Fluid  Underwater Avalanche  Shallow water  Tsunami Analysis 
學科別分類
中文摘要   根據歷史紀錄得知,過去曾發生不少影響台灣之海嘯,其中幾起是由山崩所造成。有鑑於日本發生311海嘯時,因當時防海嘯牆設計不足,導致位於東部的核電廠產生嚴重災害。對於部分文獻提出五個可能發生海嘯的源點,將其發生原因定為海底山崩,利用Flow-3D軟體進行模擬,分析可能對台灣東北角核電廠產生之影響。

  本文將崩塌體設為流變流體,其黏度會隨時間而上升到定值,崩塌體來源為基隆嶼海平面上陸地,體積約為基隆嶼的七十五分之一,並對其體積等比放大成三種大小,將其放置於曾發生海底山崩並引發海嘯的歷史紀錄崩塌點上,受重力自由落下,使崩塌體、水體、海底地形交互作用產生海嘯波。結合二維與三維模擬,計算在崩塌地點發生海底山崩引發之海嘯波,對台灣東北角三座核電廠產生之影響。

  根據結果,海嘯波高與崩塌體成正相關,且通常第二波與第三波海嘯才是最大波高所在之處,故也應防範後面幾波之海嘯。根據歷史紀錄的崩塌點來看,距離較近且直接承受海嘯波所帶來的衝擊較大。在海嘯波皆未受地形產生繞射情況下,核二廠產生之波高大於核一廠,原因為核二廠海岸為內灣,使海嘯波容易產生疊加、放大。當發生足以產生海嘯之海底山崩時,海嘯源與台灣之相對位置可能會是考量是否對陸地產生重大影響的依據。
英文摘要 Based on the historical studies, there have been tsunamis which right be caused by underwater landslides near Taiwan. Two documents mentioned two possible locations where tsunami occurred. In the present study, the tsunami induced by underwater avalanches at two locations will be studies. Use Flow-3D numerical simulation software to conduct the simulation, and to evaluate the possible effects to nuclear power plant in northeast Taiwan. This study sets avalanche as a rheological fluid whose viscosity will increase as time. The collapse is part of Keelung Islet, and the volume is one-seventy-fifth of that Islet above the sea level. The simulation will make collapse geometric amplification, and put it on the historical locations, and fall with gravity. When the collapse falls, it will induce the tsunami wave, and simulates the situation that the wave travel to the nuclear power plants.

From the result, the highest wave height is proportional to the avalanches volume. The highest wave height occurs at the 2^nd or 3^rd wave. The closer distance and direct bearing of tsunami severe disaster will take place. The relative location of the tsunami source and Taiwan coastal area is an important criterion to judge the disaster.
論文目次 摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 v
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
符號說明 xii
第一章 緒論 1
1.1 海嘯 1
1.1.1 海嘯介紹 1
1.1.2 海嘯的生成 2
1.1.3 海嘯的傳播 4
1.1.4 海嘯規模 7
1.1.5 台灣海嘯歷史紀錄 7
1.2 研究背景 9
1.3 研究目的 10
1.4 相關文獻 11
1.5 論文架構 12
第二章 理論分析 13
2.1 流體與固體差異 13
2.2 層流 14
2.2-2動量守恆 15
2.2-3流體性質 15
2.2-4納維爾史克托方程 17
2.3 紊流 18
2.3-1雷諾數 18
2.3-2雷諾方程 19
2.3-3 k-ε 模型 20
2.4 淺水波方程 22
第三章 數值模擬 25
3.1 FLOW–3D 簡介 25
3.2 FLOW–3D 操作介面 26
3.2.1 模擬項目管理 26
3.2.2 模型設置 27
3.2.3 資料分析 33
3.2.4 資料呈現 33
3.3 FLOW–3D 操作流程 34
第四章 模擬方法與結果 35
4.1 問題定義 35
4.2 海底地形與崩塌體 38
4.2.1 海底地形資料 38
4.2.2 崩塌體資料 39
4.3 模擬相關設定 40
4.3.1 基本參數設定 40
4.3.2 崩塌體位置 40
4.4 模擬方法 40
4.4.1 第一階段 40
4.4.2 第二階段 45
4.4.3 第三階段 50
4.5 模擬結果與討論 53
4.5.1 結果分析 57
第五章 結論與未來展望 67
5.1 結論 67
5.2 未來展望 68
參考文獻 69
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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2020-09-02起公開。
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