全國中小學科展

"橋"遷之喜-水流對橋墩壓力與流速之探討

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第61屆--民國110年
科別
工程學科(二)科
學校名稱
臺中市立臺中工業高級中等學校
指導老師
張炳堯;黃俊峯
作者
黃晴
關鍵字
橋墩,壓力,流速

摘要或動機

在日常生活中,橋墩遭河水猛烈沖刷,導致車輛或行人無預警的落橋事件,因此瞭解橋墩如何遭受水流破壞為當前重要課題。本研究藉由自製模擬渠道模型,探討水流碰到橋墩後的變化,並記錄不同變因下水流壓力與水流速度的關連性。經過實驗後,得到: 渠道水位越高時,則表層流速越慢,且壓力隨水位深度加深呈非線性增加。橋墩的存在會增加各量測的壓力值,尤其在橋墩前後壓力為最大,並隨橋墩與渠道邊的距離縮小,水壓會愈大而流速越慢。在橋墩形狀中發現,水流接觸的表面積越大,對壓力的變化也越大。不同橋墩形狀的流速比較△>○>◇>□> ,橋墩為四角柱時流速比較 > > > 。最後進行實際渠道測量,並與模擬分析比較,發現所有變因皆有共同的趨勢。


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