1-1 研究動機
隨著科技的進步，台灣的半導體產業蓬勃迅速的發展。由於半導 體產品的精密度較高，製造過程中容易因為微小的振動而降低產品的 良率，因此對於製程中環境振動量大小的分析與評估，成為一項相當 重要的課題。
高速鐵路是鐵路現代化的重要指標，目前國內正發展興建由台北 至高雄的高速鐵路，其行經的路線鄰近新竹科學園區，而由高速鐵路 行車所引致之振動必然會對精密產業之良率造成影響，所以有必要對 這股巨大能量所產生的波傳振動問題加以研究。
波傳所產生的振動問題，常用現地實驗、理論數學求解、數值模 擬計算等不同的方式加以分析，就各種分析方法的比較方面；現地實 驗的結果較為符合實際情況，但所費不貲且結果不適用於其他區域。
理論數學求解具有理論基礎，可是必須藉由許多的假設來簡化求解的 難度，如此過多的簡化步驟常使推算的波傳行為偏離真實現象。數值 模擬計算經濟簡便且適用性良好，雖然其中也存在著數值解的精確性 及處理速度受到計算能力限制的問題，但是隨著近年來計算機性能的
大幅提昇，已逐漸克服了此項缺點，因此也使得數值模擬成為較常被 採用的分析方法。
目前應用最普遍的數值模擬方法為有限差分法(finite difference method) 及有限元素法(finite element method)。有限差分法為較早被 採用的數值方法，主要是將控制方程式依差分原理離散成一組聯立方 程式，再進行求解，可是對於具不規則邊界條件的問題，有限差分法 就會變的較複雜且無法系統化。
有限元素法的分析則是將整個問題直接以有限元素建立數值模 型模擬加以求解，由於有限元素法具有高度的操作彈性，特別適用於 複雜的幾何形狀與土壤性質等實際情況，因此本文選擇以有限元素法 來分析半無限域之波傳問題，並探討如何選用適當的有限元素法參 數，才能使分析結果能更加的完整及正確。
1-2 研究方法
本文主題在於討論高鐵通過竹科之波傳問題，並以有限元素法 (finite element method)程式來建立實際案例模型加以分析。
首先利用有限元素軟體ABAQUS，建立理想化的三維數值模型，
並將分析出來之數值解，與相同條件以土壤阻抗矩陣計算出之理論解 析解比較，來證實以有限元素法計算波傳問題的精確性及可行性。
接著以「高速鐵路行經新竹科學園區引致電子廠廠區的振動」為 數值模擬分析案例；同樣利用有限元素軟體 ABAQUS，先依廠區附 近的高程資料建立幾何模型，由地質鑽探報告判斷土壤的材料參數，
由以上資料建立與實際情形相仿之數值模型後，再將高鐵列車行經時 頻率域外力之大小輸入，經由有限元素法軟體的運算而對半無限域之 波傳行為產生之振動量加以分析。
1-3 內容大綱
本論文的內容共分為四章。
第一章為緒論，說明研究動機及研究方法。
第二章為理論簡介，簡述半無限域受力彈性波數學理論及有限元 素法基本理論。
第三章為半無限域波傳分析，首先介紹動態反力分析方式，分貝 轉換理論，以及地質參數的判斷方法。接著介紹理想化分析模式，並 將理論計算所得之解析解與有限元素法數值模型計算所得之數值解 相互比較，驗證有限元素法分析之精確性，最後經由以上的結論與現 地高程資料來建立實際案例的數值模型加以分析。
第四章為結論與建議，將本研究之分析結果，歸納出結論，並對 未來相關研究提出建議。