• 學分： (上) 3
• 課程碼： N681900
• 必/選修： 選修
• 授課語言： 中文
• 授課教師： 朱聖浩
• 課程大綱：

歷年開課 

開課時程:105學年上學期(若時間許可)
  在世界各地風力發電越來越受重視，以今日的技術而言，風力發電機系統可以在任何位置建造。在台灣離岸風機的發展是一個極佳的選擇，因為台灣海峽是世界上最好的風場之一。在台灣離岸風機結構設計只是處於起步的階段，工程界對重要的設計知識與方法仍然認知不足。因此，在本校開設離岸風機支撐結構設計的課程有其必要。在本課程中，學生將學習使用個人電腦進行離岸風機支撐結構的三維結構分析和設計。當工程師設計離岸風機結構時，地震、海浪、與風的影響需要仔細考慮，本課程將使學生學習這些負載和理論。本課程的內容說明如下：

1. 結構矩陣方法或有限元素法（2週）

複習結構矩陣法，內容包括：（1）桁架和梁元素的勁度矩陣，（2）桿件斷面特性的計算，（3）固端力矩的計算，（4）靜態分析，（5）動態分析，（6）計算桿件內力，和（7）桿件載重施加說明。

2. 使用有限元素分析程式AN進行結構分析（2週）

將教導學生使用有限元素分析程式AN進行結構分析，並瞭解如何使用桁架，梁，基礎彈簧（p-y, t-z 和 Q-z）元素進行二維和三維的結構分析。

3. 介紹離岸風機結構網格自動生成程序Windturb（2週）

在本節中，學生將學習離岸風機結構的知識，並學習如何利用Windturb建立離岸風機結構有限元素網格及加載之外力。

4. 波浪理論和波浪外力（2週）

在海中的波浪力為離岸風機結構主要負載之一，在本部份，學生將學習波浪理論包括Airy, Stokes, and stream function wave理論。此外，學生將利用網格生成程序Windturb建立有限元網格，並使用AN程序來測試不同類型的波對離岸風機結構的影響。

5. 使用Turbsim和Fast程序建立風荷載（3週）

風力是離岸風機結構的另一個重要載重，在本部份，學生將學習使用Turbsim程序來生成三維風場，並採用Fast程序計算風機葉片上的風荷載。然後學生將使用的AN程序來執行風負載下的有限元分析。若許可，本課程將請專家說明風紊流之現象及理論。

6. 模擬樁與土壤互制之有限元素分析 (p-y，t-z 和 Q-z元素)（2週）

學生將學習非線性彈簧元素，包括p-y，t-z 和 Q-z 元素，用以模擬樁與土壤互制的現象。此外，學生將使用有限元分析與這些元素進行離岸風機結構的樁與土壤互制的結構分析。

7. 使用Shake程序建立地震荷載（1週）

如何在樁與土壤互制下建立地震荷載是一個重要的問題，在本課程中學生將學習此項理論，並進行離岸風機結構受到地震作用下之結構分析。

8. API鋼結構設計規範（2週）
9. 設計範例說明（1週）

註：將提供課堂筆記。作業60％，期末考試成績20％，期末報告20％。所有應用到之程式可自由下載，包括原始程式及執行當，無侵害著作權之問題。

適合選修對象：

A、甲組博碩學生