粒子影像測速法於複合流體行為之探討

摘要

台灣因地理位置、氣候、降雨等因素，自然災害發生的頻率較高，如山崩、土石流等這些快速移動的質量體，基本上皆可歸類於顆粒流的運動，為了解顆粒流的運動行為及機制，速度場的量測扮演重要關鍵性的角色。由於這些觀測的流體是顆粒體亦是複合流體，並非單一物質所構成，是顆粒和空氣或顆粒和液體的混合體，加上速度場變化非常劇烈，而且有部份是沒有速度場，造成粒子影像測速法(Particle Image Velocimetry，PIV )運用上的困難。隨著數位化的影響，從過去使用膠片拍攝到現今以數位的方式進行拍攝和影像的存取，亦把PIV以Digital Particle Image Velocimetry(DPIV)來稱呼。本研究目的就是針對這樣的問題找出最佳的解決方案，因此採用PIVlab進行速度場分析，來彌補PIV不足之處，並透過乾顆粒實驗、水中滑塊實驗、水砂混合實驗來呈現改善後的結果。於三種不同實驗分別驗證整合後的成果，分別是顆粒崩塌剖面速度趨勢類似線性，邊界mask影響範圍為2~4 mm；水中滑塊實驗的散射等問題大多可以克服及改善；水砂混合實驗於穩態的狀況下，可以多張照片平均彌補少數速度場缺失的情形，提高速度場的準確度。並從三個實驗結果提供實驗拍攝張數設定和影像顆粒對應之關係，提高速度場分析結果的準確度。

獎項日期	2016 8月 16
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Yih-Chin Tai (Supervisor)