本團隊在前期計畫中已針對中能風場之三維數值模式設置以及DBM非連續雙黏性模型底床沖刷模型建構完成,而為更有效模擬實際場址之波浪效應,導入JONSWAP理論波譜進行不規則波之模擬,根據平均波數據生成隨機波場,並將局部強烈洋流導入,瞭解在模擬極端氣候條件作用以及考慮大尺度砂丘遷移行為下,風機基礎之穩定性。然水深超過50公尺且風力能量充裕之區域更適合設置離岸風電,為此因應而生之浮體式離岸風電系統為全球發展之目標。浮體式離岸風電為風力機基座的浮體結構,目前有三種主流技術類型,分別為柱狀浮筒(Spar-buoy)、半潛式平台(Semi-submersible Platform)、張力腿平台(Tension Leg Platform)等。在受颱風侵襲之台灣海峽海域中,其受風力及波浪水動力影響之平台穩定與否,則亟待研究與分析。本案特殊之處,在於浮動式結構之運動必須與流體之運動互制。本計畫將以Splash3D配合獨家開發之第三代移動固體法(Moving-Solid Algorithm)及剛性流體法(Rigid-Fluid Method),模擬流體與移動固體之互制行為。

根據過往研究指出,彰化海域冬天受到強勁的東北季風影響,其索引至海面波高可達5米以上,颱風時期波高可更達10米以上之等級。實際深海區域中與非極端氣候條件情況下,海中波浪隨機疊加/削減之特性可能會導致波-波交互作用,產生短延時之大浪瞬間生成,進而造成浮式風機平台或風機本體施工營運時的劇烈撞擊,造成不可小覷之營運成本毀損,直接衝擊彰化海域未來規劃設置浮式風機之相關期程。就學理上而言,此種型態之波浪可歸類為高度非線性之聚焦波浪 (focused wave),此種波浪發生可能僅有短短幾分鐘,但其強度大並與深海不規則波之波譜型態 (wave spectrum) 有直接關聯性。國內投入深海聚焦波浪之相關研究十分鮮少,本研究透過波譜特性來瞭解彰化深海區域於東北季風及颱風期間可能產生的瞬時聚焦波浪現象,針對其聚焦特性如:聚焦位置、延時及強度等之結果,均可提供予相關單位進行實務工程上的使用。

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