海嘯對結構物衝擊分析與審查技術建立之研究(II)

本研究旨在建立離島或沿海處置場區海嘯對結構物衝擊分析與審查技術。將三維 Splash3D 模式結合賓漢雙黏性流模式，以分析海嘯對結構物之衝擊。其中海嘯湧潮之 流場，以及其與結構物之互制部分，採求解三維 Navier-Stokes 方程式，並輔以大渦模擬 （Large Eddy Simulation, LES）予以描述。在複雜之碎波液面部分，採用二階 Piecewise Linear Interface Calculation (PLIC)之流體體積法（Volume of Fluid, VOF）重建自由液面。 在夾砂效應以及結構物基礎沖刷之問題，本計畫將以二次式賓漢流模式予以分析。該模 式中，以降伏應力及兩黏性參數表示泥砂受水流沖刷之啟動過程以及運動行為。在進行 分析之前，本文將先進行數值模式與實驗之驗證，包括海嘯撞擊結構物時受力及自由液 面之準確性，並接續分析結構物排列對海嘯衝擊力之影響。研究重點並將包括海岸土堤 受海嘯侵蝕後，其夾砂水流對於海嘯衝擊力之影響。另一方面，由 2004 年南亞海嘯及 2011 年東日本海嘯之記錄可發現，具有攻擊力之海嘯湧並非僅有一次，而持續數次。 其中，破壞力最大之經常出現在前三次中，為此，本研究亦將分析往返三次以上海嘯與 衝擊力之關係。