三維柱體阻力係數結果

利用高度為 60 工分級 120 公分（高寬比為 4 與 8）之不同外型柱體 進行受風力量測，實驗過程雷諾數將由低至高進行試驗，阻力係數結果將 依依呈現說明。圖 4-4 為圓柱的平均阻力係數結果，由圖上可以發現高度 為 8D 之圓柱其平均阻力係數約為 0.8，而高度為 4D 之阻力係數約為 0.6

～0.72，而本研究將之前相關文獻中針對不同高寬比之平均阻力係數結果 整理如表 4-1 所示，由風洞實驗結果與文獻相關研究中發現，本研究阻力 係數結果範圍在文獻相近的高寬比結果範圍內。

圖 4-4 圓柱平均阻力係數與雷諾數關係圖

（資料來源：本研究整理）

表4-1 不同高寬比阻力係數結果 Sakamoto & Oiwake(1984) 6×104 3 0.68

Okamoto &

Sunabashiri(1992)

2.5×104~4.7×

0 40000 80000 120000 160000 200000

Re

Square cylinder Ho=8D H=4D

及 0.33D 等三種不同形式。圖 4-6 為切角 0.33D 在高度為 4D 與 8D 兩種模 型在不同雷諾數下其阻力係數結果。由圖上可以發現，其阻力係數在模型 高度為 4D 時，平均阻力係數約為 0.65～0.7，當模型高度為 8D 時，其阻 力係數約為 0.7～0.75。

0 40000 80000 120000 160000 200000

Re

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Cd

Cd

Ho=4D Ho=8D

圖 4-6 切角為 0.3D 有限高柱體在不同雷諾數下平均阻力係數結果

（資料來源：本研究整理）

當模型切角為 0.25D 時，利用六力平衡儀及相同雷諾數範圍進行相關 實驗，其結果如圖 4-7 所示。由圖上觀察可以發現，高度為 4D 時其阻力 係數約為 0.8，模型高度為 8D 時其阻力係數約為 0.85。

0 40000 80000 120000 160000 200000

Re

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Cd

Graph 1

Ho=4D Ho=8D

圖 4-7 切角為 0.25D 有限高柱體在不同雷諾數下平均阻力係數結果

（資料來源：本研究整理）

當切角為 0.2D 之有限高柱體模型進行相關受風力試驗，其結果如圖 4-8 所示。由圖上可以發現其阻力係數無論是高度為 4D 或是 8D 之模型皆 超過 1，相較於前兩個切角的模型阻力係數為大，可以初步推斷阻力係數 與切角距離有一定關係。

0 40000 80000 120000 160000 200000

Re

0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3

Cd

Cd

Ho=4D Ho=8D

圖 4-8 切角為 0.2D 有限高柱體在不同雷諾數下平均阻力係數結果

（資料來源：本研究整理）

當模型之角隅截角為圓弧時，其切角距離為 0.2D、0.25D 與 0.33D 等三種模型，風洞入口風速使用與前述實驗之雷諾數相同範圍，其所得結 果如下所述。當切角為 0.2D 之圓弧時，其平均阻力係數結果如圖 4-8 所 示。由圖上可以觀察出，於高度為 4D 模型其平均阻力係數約為 0.8～

0.85。當模型高度為 8D 時，其平均阻力係數約為 0.85～0.9。

0 40000 80000 120000 160000 200000

Re

當模型截角距離改變為 0.25D 之圓弧時，其阻力係數與雷諾數結果如 圖 4-10 所示。由圖上發現在阻力係數約為 0.8～0.86 之間，與截角距離 0.2 比較，可以發現其阻力係數有略微下降。

0 40000 80000 120000 160000 200000

Re

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Cd

Cd

Ho=4D Ho=8D

圖 4-10 截角距離 0.25D 之圓弧角隅有限高柱體在不同雷諾數下平均 阻力係數結果

（資料來源：本研究整理）

當截角距離為 0.33D 時，其結果如圖 4-11 所示。由圖上發現，平均 阻力係數在高度為 4D 模型時約為 0.75～0.8，模型高度為 8D 時其平均阻 力係數約為 0.8～0.83，此結果為切角與圓弧角角隅造型之模型阻力係數 最低者。

0 40000 80000 120000 160000 200000

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