高考申論題
113年
[港灣工程] 波浪力學(含潮汐)
第 一 題
一、實際海域的波浪及不規則,試以兩週期相近、振幅相等之成分波說明群波現象(不須推導)。試由波浪分散關係方程式推求出群波速度,說明在不同水深條件下如何推估波能的傳遞速度。若水深 200 公尺處有週期為 8 秒之波浪,試求其波能傳遞之速度。(20 分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題,應先將其拆解為四個子題:1. 群波物理現象描述(干涉與波包);2. 數學推導(利用微小振幅波頻散關係式求 $d\omega/dk$);3. 漸近解討論(深水、淺水、過渡水深的 $n$ 值變化);4. 實際計算。計算時務必先求出深水波長 $L_0$,藉由相對水深 $h/L_0$ 判斷水域條件後,再代入對應的群速公式,切勿盲目代入通式。
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AI 詳解
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【解題關鍵】本題考查線性微小振幅波理論(Airy Wave Theory)之核心概念。波能傳遞速度即為「群波速度(Group Velocity)」,可由波浪頻散關係式(Dispersion Relation)取導數推得,並依據相對水深($h/L$)之不同而有簡化之漸近解。 【詳解】 一、群波現象說明
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