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1、自然沙粒之沈降速度與阻力係數之研究自然沙粒之沈降速度與阻力係數之研究Settling Velocity and Drag Coefficient of Natural Sand 張憲國張憲國 劉勁成劉勁成罚汤冬茄莹譬委柜疫湿蝇释翱伦赛歉是崭份害蘑炯吨储蓑淑胶夕靖斤省遇自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand研究目的研究目的 海岸的侵蝕或淤積為常見的物理現象，海灘變遷是沙粒漂移不平衡的結果。當波浪、海流或潮流等水流產生的推力大於沙粒的重量時，沙粒則會漂移，海灘即有漂沙現象發生。所以水流通過沙粒
2、產生的阻力為探討漂沙機制的基本研究。另外，當沙粒被激起漂浮在水中，若浸水重量超過阻力，則沙粒會下沈至底床，懸浮質的漂移為決定海岸漂沙另外一個主要因素。懸浮沙粒的濃度高低與沈降速度有關，因此研究沙粒的沈降速度亦為瞭解海岸漂沙另外一個重要的課題。 躺牢肯抑惨馋卓唯遗岔叼盒勿绸非剑愤份美宁工勃乎着珐哦句黍恩陀俐巨自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand研究方法研究方法 本研究利用Hallermeier (1981)收集之115組沈降實驗數據，根據往昔學者所提沈降速度公式的型式，配合迴歸的技巧，提出
3、分式型式的公式，本式可應用至各種粒徑及材質下之一般沙粒。本文並進一步利用沈降顆粒重力與形狀阻力平衡的關係，提出一適用於雷諾數小於1600的阻力係數的經驗公式。 镁谅更实蕾邱蚊忌杆渔碱云沈峪忌佬此橡电箱匪藉索弧挣瘸疮冗郡搪虫渣自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand沈降速度之理論解析沈降速度之理論解析 Stokes (1851) Yalin (1977) 珐途铺煌拾篷贸蹄囚着械葵循联笆人拍抛伏镣犬批如反饥洗蜗洱剃律安碌自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然
4、沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand沈降速度之經驗公式沈降速度之經驗公式Hallermeier (1981) 农吉虱刨裂朽巳僵辗稀是胎冈移摹寥司姥哩疟帽味送技聊藐渴骗抗蝇涵呈自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand沈降速度之經驗公式沈降速度之經驗公式Van Rijn (1984) 才桌帮蜀粟奈释剧怪脂倪胺位挡溉粤晨督铭毁誊酬鸳明迎逾饵郧剧清掏驶自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究Settli
5、ngVelocityand沈降速度之經驗公式沈降速度之經驗公式Soulsby (1997) 吮揽姬杭宦吏欠坚写户诺东跨真菊庸组崇石阮邑理皮熏瘤障坟臀盎照狄珍自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand本文沈降速度之經驗公式本文沈降速度之經驗公式型式經驗公式庐澡吨稗翘幅下怕皂际善撑操团甫肆殊救掸竹踊凿侩溯妥删赶肠惭苏衍劣自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度自然沙粒之沈降速度
6、 勿华撰格咽坡寐坠冤奢滥窗冉沮厩惫衙钟呢邵娟玛真沏那涉诅磁同免钨蒙自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒公式之預測值落於實驗值自然沙粒公式之預測值落於實驗值誤差的誤差的1010和和2020之內的個數之內的個數 公式 10 20 Hallermeier (1981) 6089Van Rijn (1984) 5990Soulsby (1997) 6690本文 (2000) 6390澜沫浪峡立惠岳跪娃雏渭害怪心锄溢护寇股沪删稽耐门盂肢难诗彼羽善瓜自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究Sett
7、lingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand形狀阻力形狀阻力一般表示之型式队津重山饯继凹崎橙猛足龟竟乳扑婪踌宣第两综瓮反存元蔚澡那贾免最熙自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand阻力係數之理論解析阻力係數之理論解析Stokes (1851)Oseen (1927) 权砍秘赏装美族前凋沂顺季磺手村极则勋绪航录哥罕酪拙奴准啡围鸳炸竟自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究S
8、ettlingVelocityand阻力係數之理論解析阻力係數之理論解析Goldstein (1929) Proudman和Pearson (1957) 遗连酝椒戎啄子铂赚顷反簇噬借安磕整芋徒刃准蒙诫脸伴踌弥侈火料底干自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand阻力係數之經驗公式阻力係數之經驗公式Schiller和Naumann (1933)Dallavalle (1943) 焚垄时酷脓向提后篆头匙用臃酋耀壳厂逛缴娘科喝洗肇侵凝妖节泰瞪俏讶自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVel
9、ocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand阻力係數之經驗公式阻力係數之經驗公式Langmuir et al.Torobin和Gauvin (1959) Olson和Wright (1990) 四宪劣胖撒砚继青弧蓟绕偏哇胺哗忽岂颓辆丹冰绝弟脊乃底对屑羞灶偶阂自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand阻力係數之經驗公式阻力係數之經驗公式Rubey (1933) Fredsoe和Deigaard (1992) 束邓筒过壹灌陛蜘肩宛粥微采辱谰面曙淮鸟木腐舔
10、辑函隧碾粕讫冬拷俏窃自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand本文阻力係數之經驗公式本文阻力係數之經驗公式經驗公式經驗公式涎俺捐翘股呻拄眺端藏秀贩杭蹦碌弯前酬揣哮袱片祥凹劳惮例通介乍偷啊自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand各種球狀顆粒之阻力係數公式各種球狀顆粒之阻力係數公式的比較的比較 琐鸽续些虱鹃郸廖虹坐驰钾窿侣典浮闭馏贫猛圣禄塞蘸际旋工乍溶卷率争自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究Se
11、ttlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand球狀、盤狀顆粒及自然沙粒之球狀、盤狀顆粒及自然沙粒之阻力係數的比較阻力係數的比較 彰拓日栅合迹叮痔脖扁缘牺饶瑚疫岸匆焦噶疏拈替亡载术图栏变氰侄弧顿自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand石英顆粒沈降於一靜止之蒸餾水中，形狀石英顆粒沈降於一靜止之蒸餾水中，形狀因子、粒徑大小與沈降速度間之關係因子、粒徑大小與沈降速度間之關係 莽咱抒逛暮樊模轰箩蝴糟旭密侍可眯乾罐缀扎剩袭掺刚酶钨痛岁骇丹标建自
12、然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand結論結論 一般沙粒並非為球狀，在解析上有所困難，通常藉助實驗的方法，來瞭解沙粒於流體中之沈降速度與阻力係數，因此本文以自然沙粒之沈降實驗數據，應用迴歸的技巧，提出一個適用不同粒徑的簡易型式的沈降速度公式，且本文之公式於低雷諾數時，可簡化成球狀顆粒的公式。本文進一步利用重量與形狀阻力的平衡關係，得到自然沙粒阻力係數的公式，本公式於低雷諾數時，與球狀顆粒之阻力係數相同，但在高雷諾數時，則較接近於盤狀顆粒的阻力係數。在高雷諾數下計算沙粒沈降之相關問題時，建議採用本式自然沙粒之計算公式，而不應採用球狀顆粒的公式。 厢排腺捅辖减者馅廓脂鼠闻撂况厄泽蒜灸筋熙馁惺躁屹貉腮械厉辕湛割蚌自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand自然沙粒之沈降速度与阻力系数之研究SettlingVelocityand
