簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 黃靖翔
Jing-xiang Haung
論文名稱: 魚洗盆之振動分析與改良
Vibration Analysis and Improvement of a Fish Basin
指導教授: 徐茂濱
Mau-Pin Hsu
口試委員: 呂森林
none
廖崇禮
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 127
中文關鍵詞: 魚洗盆模態測試流固耦合振動有限元素法
外文關鍵詞: Fish basin, Modal testing, Fluid-structure coupling, Vibration, Finite element method
相關次數: 點閱:215下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 魚洗盆是一中國文化產物,由於其獨特形狀及振動特性,當用雙手搓動把手時,能在特定區域產生特殊水波紋變化,同時發出嗡嗡聲響,此現象具有高度的玩賞及研究價值。

    本文使用有限元素軟體MSC. Nastran,建立魚洗盆之振動數值模型,此數值模型再以模態測試結果進行調校,以確保其正確性。接著使用動態分析軟體MSC. Dytran,進行流固耦合分析,模擬水波紋動態,以了解其產生原因。最後以實際魚洗盆進行激振實驗,觀察水波紋之變化並錄音,了解聲音與自然頻率間的關係,藉由有限元素模型之修改,使聲音能有簡單的和音變化。


    Fish basin is a Chinese cultural heritage. Possessing a distinctive shape and vibration characteristic, when rubbing the handles of the fish basin, unique water ripples or even tiny splashes will be generated around specific portions of the basin and a loud monotone note will be produced. This phenomenon not only is amusing but also worth studying.

    This study employed finite element software MSC.Nastran for constructing a numerical model for vibration. Then this model was tuned by modal testing results for better accuracy. Thereafter, dynamic analysis software MSC.Dytran was employed for analyzing fluid-structure interaction and simulating the movement of water ripples. These measures can help us understand what are causing the above-mentioned phenomena. To understand the association between sound and natural frequency, the vibration experiments were conducted using a real fish basin, to observe changes in water ripples and record sounds. The finite element model was also modified to add some simple combination tones to the sound.

    摘 要 i Abstract ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 xi 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 文獻回顧與整理 2 1.4 本文架構 4 第二章 魚洗盆之模態分析 6 2.1 模態分析原理 7 2.2 曲線嵌合法 16 2.3 實驗儀器介紹與實驗步驟 23 2.3.1 實驗儀器及其配置 23 2.3.2 實驗步驟 26 2.4 空盆之模態分析 27 2.5 裝水之魚洗盆模態分析 31 2.6 實驗驗證 34 第三章 魚洗盆有限元素法分析 41 3.1 有限元素法之簡介與理論 42 3.2 魚洗盆之有限元素模型建立 45 3.3 魚洗盆之有限元素法數值分析 47 3.3.1 空盆之有限元素分析 47 3.3.2 裝水之魚洗盆有限元素分析 53 3.4 以實驗調校魚洗盆有限元素模型 58 第四章 魚洗盆裝水動態模擬 63 4.1 流固耦合簡介 64 4.2 Dytran耦合定義簡介 66 4.3 Dytran有限元素模型建立與設定 71 4.4 邊界條件與材料參數設定 74 4.5 Dytran分析結果 77 第五章 聲音量測 89 5.1 實驗儀器介紹與配置 90 5.2 實驗步驟 92 5.3 量測結果 95 5.4 以有限元素法調整自然頻率 99 5.4.1 基礎樂理 99 5.4.2 協和音調整 102 5.4.3 和弦音調整 106 第六章 結論與建議 111 6.1 結論 111 6.2 對未來研究方向的建議 113 參考文獻 114 附錄一 116 作 者 簡 介 117

    [1] Allemang, R. J., “ Modal Analysis - Where Do We Go from Here? ” Modal Analysis: the International Journal of Analytical and Experimental Modal Analysis, Vol. 8, No. 2, pp. 79-91, 1993.

    [2] Ewins, D. J., Modal Testing: Theory and Practice, John Wiley & Sons, New York, 1995.

    [3] Broch, J. T., Mechanical Vibration and Shock Measurements, Brüel & Kjær, Denmark, 1984.

    [4] Heylen, W., Modal Analysis Theory and Testing, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, 1997.

    [5] McConnell, K. G., Vibration Testing: Theory and Practice, John Wiley & Sons, New York, 1995.

    [6] 李約瑟,《中國科學技術史》,北京 科學出版社,1990。

    [7] 戴念祖,『噴水魚洗的起源及其物理試析』,《中國古代科技今解》,1989。

    [8] 王大鈞,『龍洗的實驗模態分析與搓振運動實測』,《力學與工程-杜慶華院士八十壽辰賀文集》,北京 清華大學出版社,1999.

    [9] 徐勞立,『魚洗振動頻率的分析與測量』,《物理實驗》,第24卷,第6期,2004。

    [10] 杜穎,劉習軍,賈啟芳,『流固耦合動力學的研究』,《機床與液壓》,2004。

    [11] 王茂興,《MSC.Dytran 流固耦合模擬分析之探討》,中興工程顧問社 土木資訊研究中心。

    [12] MSC.Software,《MSC.Dytran 中文基礎教材》,美商麥格尼軒股份有限公司台灣分公司,2003。

    [13] MSC.Software, Dytran 2008 R1 User’s Guide, 2008.

    [14] 吳冠英,《以模態測試與有限元素法探討靜止輪胎之振動模態》,國立台灣科技大學機械工程學研究所碩士論文,2001。

    [15] 張志偉,《靜止輪胎與輪圈的實驗模態分析》,國立台灣科技大學機械工程學研究所碩士論文,1999。

    [16] 陳仁寬,《樂理入門與指導》,臺北:音樂研究社,2007。

    無法下載圖示 全文公開日期 2016/08/08 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE