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0236 時頻分析求解水下幾何噪聲研究
宜賢 林, 永為 陳, 政丞 潘 and 喬陽 關
船舶工程中螺槳噪音是水下主要噪音來源，螺槳輻射噪音特性是水下工程評估之重要指標。本文為了有效計算水下載具搭載螺槳所形成的輻射聲場，將利用計算流體力學及氣動聲學理論，透過頻譜分析建立一套分析流程。研究中首先利用ANSYS Fluent 進行計算流體力學之壓力預測，結合邊界元素法探討遠聲場壓力變化，進一步預測螺槳在水中噪聲傳遞特性；本文採用SST k-ω紊流模型計算INSEAN-E1619七葉螺槳在不同推進效率下之性能，分別與文獻實驗進行推力係數、扭力係數及推進效率比較。同時探討螺槳水中噪聲指向性分析，並以三維模型重現其聲波傳遞方向。最後，對縮尺螺槳進行聲場研究分析，探討螺槳幾何尺寸改變時，噪聲主頻與倍頻在不同頻段下變化情況。因此綜合上述研究結果，作為未來聲源辨識及螺槳幾何設計之判斷依據。
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0265 以計算流體力學探討助聽器風噪之研究
妤蒨 陳, 姿樺 王 and 威翔 王
風噪一直是助聽器在戶外使用時極度困擾的問題，而風噪的成因是流體接觸配戴者與助聽器後所形成的紊流與麥克風振膜交互作用所致。由於空氣流動所造成的氣動噪音(Aeroacoustics)無法單以實驗量測聲場的方式來分析，為了徹底了解並解決助聽器風噪的問題，助聽器本身的外流場及麥克風前腔的內流場的解析是不可或缺的。本研究以計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)，對助聽器及助聽器內部的麥克風腔體進行流場模擬，並把計算出的暫態流場以快速傅立葉轉換(FFT)轉變為包含頻率及大小的聲場，並進行聲場可視化。由於轉換聲場所需的空氣壓力及密度變化相當重要，本研究以全速可壓縮流解法(All speed compressible flow slover)求解可壓縮Navier-Stokes equation，對流項以修正過後的Roe scheme配合preconditioning method計算，黏性項的計算方式則為2階中央插分法，時間項以3階Runge-Kutta法求解暫態的結果。由於助聽器及麥克風腔體等幾何外型複雜，為了符合計算氣動噪音的精度，本研究以國網中心的超級電腦台灣杉3號進行模擬，並以Building Cube Method建構高精度的計算格點，再以沉浸式邊界法(Immersed Boundary method)計算流場與固體壁面的交互作用。結果顯示外部流場與麥克風腔體內部流場存在一週期性的流動變化，並以此結果進行聲場可視化定位出氣動噪音聲源位置，以之做為未來進一步對助聽器進行最佳化設計的基礎。
關鍵詞：計算流體力學；氣動噪音；可壓縮流
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0192 以田口方法探討結合新月形沙丘及三角片孔洞之薄膜冷卻效率
寬 歐陽, 增源 陳, 世鳴 李 and 俊由 吳
本文使用商用計算流體力學軟體模擬葉片薄膜冷卻現象，並使用田口方法尋求薄膜冷卻效率的最佳參數設計。本研究在冷卻氣體藉以噴出的孔洞上方設置一三角形片狀障礙物，並於鄰近孔洞上游處設置一新月型沙丘斜坡，使主流與射流相互作用後能產生反向旋轉渦流以期能增進冷卻效率。結果顯示，相較於僅單獨使用三角片或上游沙丘斜坡的葉片設計，本文所提出的薄膜冷卻策略能有更好的冷卻效率。本研究所探討的參數包括斜坡高度、三角片邊長、吹風比及進氣溫度，在最佳參數設計條件下，橫向平均冷卻效率可以達到34.1%。
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0245 輪胎打滑數值模擬分析暨應變片開發實做
Shih-Hsien Hou, Yean-Der Kuan and Min-Feng Sung
在講求效率與精準的今日，許多產業都以融入智慧化的商品來吸引顧客，並提供大家更便捷的生活，而在汽車製造業也是如此。汽車的自動駕駛技術也日益成熟，並已成為消費者購買的指標。目前市面上大多數的汽車都為等級 1。其定義為需由駕駛者自行操作車輛，但個別的裝置有時能發揮作用，如車道偏離警告（LDW）、前碰預警（FCW）、電子穩定程式（ESP）或防鎖死煞車系統（ABS），有了這些功能便可以幫助行車安全與降低駕駛疲勞。因此也有愈來愈多的消費者在選購新型車輛的同時，除了基本的車輛動力效能之外；上述這些主被動安全系統已經成為消費者關心的議題。以電腦數值模擬及實驗測量，將以電腦數值模擬為主，主要結合流固耦合技術針對轎車休旅車與電動機車用輪胎行駛於溼地路面之滑移率(或稱輪胎打滑/空轉)分析輪胎模型，以及建立輪胎接地過程之胎體應變特性測量包含應變片的微機電製作，並針對耐用及性及評估輪胎濕地/乾地操控的性能測試進行探討。
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0334 鋁合金圓筒殼承受水下爆震材料應變率影響研究
慶瑜 徐, 家慶 江, 雅惠 陳 and 冠傑 陳
隨著製造工業非線性高動態結構反應分析優化需求，材料的動態應變率測試變得越來越重要，而目前海軍新造艦艇使用5XXX 系列之鍛造鋁鎂合金，其主要原因係由於重量輕、強度足，運用在船體結構上可大幅減輕重量，且鋁合金之抗腐蝕性亦較鋼鐵為佳；本論文主要研究艦用鋁合金 5083 在設計階段承受爆震、撞擊等暫態負荷時之高應變率動態性能研究，除應用動態萬能試驗機進行靜態機械性質試驗，另在分離式霍普金森桿試驗機進行高應變率動態拉伸試驗。研究發現5083-H112鋁合金在靜態試驗4×10-4s^(-1)應變率下，以0.2%偏距法所獲得之真降伏應力為189.3MPa、延伸率為17.0﹪，應變率在1000s^(-1)下，真降伏應力為368MPa、延伸率為19.8﹪。5083-H112水下載具經爆破後，實際量測變形量為30mm，將試驗所得應變率之機械性質，輸入模擬分析軟體ABAQUS分析鋁合金圓筒殼距5cm之1.2gTNT爆破結果，靜態材料機械性質所得變形量為51.7mm，應變率1000s^(-1)所模擬變形量為31mm，發現以有限元素分析軟體ABAQUS分析結果及試驗量測數據比對，無論在變形量或應變之變化，可發現應變率影響著結構承受水下爆震負荷之反應。
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0295 離岸風機塔架吊掛模擬
光閔 羅, 泊宗 陳, 亭瑄 黃, 達澤 鄭 and 裕鈞 袁
因具備發展潛力的風場環境及政策的推廣下，吸引國內外廠商投入離岸風電產業，使得國內離岸風電相關產業鏈正在發展，從設計、運輸、安裝及日常維運，每階段皆至關重要，而其中運輸及安裝非常具挑戰，鑑於海上安裝過程危險係數及施工難度高，需考慮因子更為複雜，因此對此吊掛問題做研究。在探討離岸風機之塔架於運送至外海風場組裝過程中，塔架在吊掛過程受風力影響後，吊繩、轉接段(Transition Piece, TP)以及風機塔架於吊裝階段中受風力影響之應力響應，對於風機塔架本體或對吊具部分造成之影響。藉由有限元素軟體ABAQUS/Standard模組進行離岸風電塔架的靜態分析，其中風力負載屬動態行為，利用經驗公式將中華民國內政部營建署所提供之建築物耐風設計規範與解說中建議之動態負載轉換成靜態負載，設計風力計算規範在風力建築法規第二章之中，並在模擬設定中使用不同的吊掛方式及不同的吊索規格作交互對比，在分析結果中可知風電塔架各段應力響應最大處位於背風側，經吊掛方式比較後，吊點之佈置亦影響著應力響應結果，藉由分析得知對整體結構最有利之吊掛方式，可使設計時更好掌握在螺栓孔佈置及吊索的選擇，目前結構物在靜態分析中結果有足夠之強度，希望之後針對螺栓孔及結構物的銲接加入考量，再者可對使用年限問題作討論。
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