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數值模式ROMS應用於高屏海底峽谷異重流之研究

為了解決Hydraulic residence 的問題，作者蔡聖德 這樣論述：

隨著台灣經濟社會的發展及通訊需求日益增加，一旦海底電纜斷裂，預期會造成難以估計的損失。一般推斷造成海底電纜斷裂因素有兩個:(1)海底崩塌 (2)異重流(hyperpycnal flow)。前者通常與隨機的地震事件有關，後者與高流量所攜帶泥沙濃度有關。本研究利用河川數值模式HEC-RAS以及中尺度海洋數值模式ROMS，基於現地觀測之河川斷面地形、流量歷線、懸沙濃度、海域底質、潮汐及垂向溫鹽分布，進行模式架設以及結果分析說明高屏溪及海底峽谷可產生低濃度異重流，而在峽谷溫鹽場不受前場洪水事件影響下，密度差福祿數大於1，因此流速及海域環境內密度為異重流的形成關鍵，此時最低所需的濃度僅為20g/L，流

量約為2970cms，而異重流發生時多為退平潮時刻。另外透過局部理查遜數反應出峽谷內受潮汐作用產生之速度會造成剪力不穩定的現象，漲潮時期潮汐方向與異重流方向相同，局部理查遜數較低，剪力不穩定現象造成泥沙再懸浮的作用較明顯。退潮時刻泥沙有部分淤積在大陸棚兩側，此淤積與泥沙水團在河口及峽谷源頭交接處受潮流影響而被帶往峽谷南北兩側有關，而在峽谷源頭處的大量淤積，則是因為退潮時期峽谷流速為朝向河口；但在高流量時期，無論漲潮或退潮時刻，峽谷內異重流速度均是朝向外海方向，泥沙在大陸棚上的淤積都相當的少，河源的泥沙受異重流影響可被傳輸至更深海處。

應用紫外線發光二極體於不同流道設計水殺菌器之研究

為了解決Hydraulic residence 的問題，作者吳易霖 這樣論述：

隨著世界人口不斷的增加，飲用水的取得以及回收再利用受到重視，傳統的紫外線汞燈殺菌裝置因為在殺菌的過程中不會在水中產生其他對人體有害的的副產物而受到廣泛使用，但因為隨著《水俁公約》的生效而開始逐步淘汰，而近年隨著技術的成熟也開始出現使用UV-C LED的殺菌裝置，利用其無汞汙染、體積小、壽命長、低耗能及可即開即用的優勢，多運用在水殺菌及空氣殺菌等，並且殺菌裝置也設計成可以隨身攜帶的尺寸，在先前的水殺菌反應器設計研究中，可以看到改變擋板幾何形狀、改變流道寬度、改變擋板數量和改變流道疏密排列等設計，或者使用再循環的方式進行殺菌。本研究使用Bioraytron 10mW與波長273nm的UV-C L

ED設計一平板式光源模組，共使用16顆LED等間距排列，並在尺寸固定的限制下設計出 四種不同形狀的殺菌流道設計，以探討相同輻照度光源模組進行不同流道設計(蛇型流道、圈型流道、格狀流道、葉型流道)、不同入口流量(40、80、120、160 mL/min)下殺菌效果的差異，並由模擬加以論證，在CFD模擬結果中可以看出在相同流量下蛇型流道與圈型流道內的流速相近，而格狀流道與葉型流道內流速較慢，因為其兩者內部的擋板造成流體不斷的分流，再經由粒子追蹤模擬結果可得知格狀流道為所有流道中平均停留時間最長者，蛇型流道與圈型流道相近，葉形流道則最短，後處理中得知雖然葉型流道相比蛇型流道流速慢，但是因為其多數粒

子路徑也較短，所以才會導致平均停留時間較短的結果，葉型流道實驗殺菌滅活數也是最低。蛇型流道與圈型流道的流道設計有相同之路徑長，粒子停留時間分布也很相近，但蛇型流道在轉角處會產生較大的二次流效應，幫助增加流道內液體混合效率，實驗結果80 mL/min流量時蛇型流道比圈型流道增加0.8 log殺菌滅活數。格狀流道在CFD及粒子追蹤模擬中得到最佳停留時間分布，停留時間較長，因此推斷實驗殺菌滅活數應該較高，但實驗結果殺菌值卻比圈型流道還要低，透過光學模擬及粒子追蹤的對照中發現，在比對停留時間分布累積圖以及輻照度圖得知格狀流道會有約20 %的粒子路徑未通過燈源正下方輻照度較強的區域，而是從流道兩側流出，

因此實驗結果會有未照射足夠劑量的大腸桿菌菌液混合在最終採集的樣本中，降低整體殺菌滅活數，基於此結果提出改良版的格狀流道，使大腸桿菌菌液都能吸收足夠的劑量達到提高殺菌值的目標，實驗結果改良版格狀流道在80 mL/min流量下有4.8 log的殺菌滅活數，比改良前的格狀流道殺菌滅活數提升了2 log，而蛇型流道、圈型流道及葉型流道分別為4.4 log、3.6 log及2.2 log，同時隨著流量增加各流道殺菌滅活數也會隨之降低，由上述可得知改良版格狀流道殺菌效率優於其他流道，為較好的殺菌流道設計。