阻風牆空氣動力特性

1959 年 Kaiser[18]第一個說明“平均風削減(mean wind reduction)”和“風 防護(wind protection)”之間的差別，指出較低透孔率的風阻牆雖然會減低較 多的平均風速，但是其尾流中的高強度紊流則會使風防護的效率降低。

1967 年 Good 與 Joubert[19]利用皮托管以及在平板上的壓力孔量測流場中 的壓力分佈，藉此得知壓力梯度與速度分布，而發現對於零壓力梯度流場，形狀 阻力的變化與鈍板高度 h 有關，而鈍板尾流型態相似於“壁面法則(law of the wall)”和“缺速法則(velocity-defect law)”下的邊界層速度剖面圖。其逆向 壓力梯度流場的數據與“尾流法則(law of wake)”有較大的相關性。鈍板上游 面的壓力可用“壁面相似法則(wall-similarity law)”，且與流場的壓力梯度 歷程無關，甚至是在

h 1

δ

^>

情形下；上游引發的分離與 Stratford-Townsend type 相似。在

¹

h 2

δ

^>

的情形下，邊界層流場歷程的效果只會出現在後方的分離泡流 場中。鈍板下游的基部壓力也對自由流壓力梯度相當敏感。當

^h

δ 減少時，鈍板 對上游邊界層的相對影響範圍會急速的增加。

圖 2-1. 實驗配置以及變數定義位置[19]

（資料來源：“The form drag of two-dimensional bluff-plates immersed in turbulent boundary layers”, Journal of Fluid Mechanics, vol. 31, part 3, pp. 547-582, 1968.）

流場三維量測方式建置暨應用至 防風措施影響效應評估之研究

圖 2-2. 擋風牆上游的表面壓力分布，其中

p1

C 為壓力係數、 h

為擋風牆高度[19]

（資料來源：“The form drag of two-dimensional bluff-plates immersed in turbulent boundary layers”, Journal of Fluid Mechanics, vol. 31, part 3, pp. 547-582, 1968.）

圖 2-3. 鈍板上游影響範圍[19]

1 1 7

U X  ×

圖 2-4. 顯示

D1

C

對外流場變數的依賴性。其中

0.5

2

1 0.5 1

U

w

U U

τ

τ

ρ

 

=  

  [19]

（資料來源：“The form drag of two-dimensional bluff-plates immersed in turbulent boundary layers”, Journal of Fluid Mechanics, vol. 31, part 3, pp. 547-582, 1968.）

圖 2-5. 平均速度以及形狀阻力關係中的壁面相似(wall similarity)

流場三維量測方式建置暨應用至 防風措施影響效應評估之研究

（資料來源：“The form drag of two-dimensional bluff-plates immersed in turbulent boundary layers”, Journal of Fluid Mechanics, vol. 31, part 3, pp. 547-582, 1968.）

圖 2-6. 阻力係數

C 、

_D

C 的不變量測試，實線代表壁面相似關係式[19]

_Dh

（資料來源：“The form drag of two-dimensional bluff-plates immersed in turbulent boundary layers”, Journal of Fluid Mechanics, vol. 31, part 3, pp. 547-582, 1968.）

圖 2-7. 位移厚度的判定[19]

（資料來源：“The form drag of two-dimensional bluff-plates immersed in turbulent boundary layers”, Journal of Fluid Mechanics, vol. 31, part 3, pp. 547-582, 1968.）

1969 年 Plate[20]量測並且繪出擋風牆下游處的速度剖面圖以及擾動剖面 圖，並且藉圖形了解擋風牆下游處的空氣動力學行為以及對擋風牆效率的影響。

流場三維量測方式建置暨應用至 防風措施影響效應評估之研究

圖 2-8. 被障礙物影響的邊界層流區域[20]

（資料來源：“The Aerodynamics of Shelter Belts”, Agricultural Meteorology, vol. 8, pp. 203-222, 1971.）

圖 2-9. 擋風牆下游處之速度剖面圖[20]

（資料來源：“The Aerodynamics of Shelter Belts”, Agricultural Meteorology, vol. 8,

圖 2-10. 擋風牆下游處之擾動剖面圖[20]

（資料來源：“The Aerodynamics of Shelter Belts”, Agricultural Meteorology, vol. 8, pp. 203-222, 1971.）

圖 2-11. 沿著地面的壓力分佈[20]

（資料來源：“The Aerodynamics of Shelter Belts”, Agricultural Meteorology, vol. 8,

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