陳祈彰、黃朝揚、楊証皓 / 工研院綠能所；王啟竑 / 西灣海環科技股份有限公司
研究探討離岸浮動式光電系統於澎湖海域的可行性與海象影響，針對2015年蘇迪勒颱風進行三維波潮流耦合模擬。透過SCHISM與WWM-Ⅲ模型整合風場、潮位與波浪資料，驗證模擬結果與觀測數據高度吻合，誤差約15公分。結果顯示，大菓葉與二崁場址因地形遮蔽具良好減波效果，有助於離岸浮式光電系統初步條件評估與系統穩定性關鍵依據。數值模擬提供科學依據，協助浮式光電設計、壽命評估與颱風應對策略，對離岸型浮動式光電系統發展具重要應用價值。
【內文精選】
場域波潮流模擬與分析
本研究選用SCHISM水動力模型，結合WWM-Ⅲ波浪模型(Wind Wave Model Ⅲ)進行雙向耦合模擬，以呈現颱風期間波潮流相互作用之動態行為。本文採用三維波潮流耦合模型(Wave-Circulation CoupledModel)，整合天文潮、海洋背景條件、波浪頻譜以及颱風期間之氣象場等關鍵因素，以模擬颱風期間澎湖海域之波浪與潮流變化情形。該耦合機制可即時交換波浪輻射應力(Radiation Stress)、水位變化、底床剪力等關鍵物理參數，有效提升模型對真實海象條件之模擬能力。
本研究以澎湖大菓葉漁港鄰近海域作為評估場址，為確保波潮流影響自外部邊界能有效傳遞至模擬區，須建立涵蓋廣泛範圍之數值模擬網格，涵蓋鄰近主要海域之流場與波浪條件，以提供完整且準確的邊界驅動。模擬網格範圍與邊界條件如圖八所示，整體數值網格涵蓋範圍為：南北向自北緯18˚至29˚，東西向自東經115˚至127˚。此範圍納入南海、太平洋及臺灣北方海域，有助於完整捕捉區域內外海流與波浪動力的傳遞與影響，確保邊界條件對場址模擬具代表性與動態連貫性。
圖八 臺灣網格範圍圖
澎湖海域網格與水深分布如圖九所示，模擬網格節點於澎湖內灣區域分布特別密集，以提升內海模擬之空間解析度與精度。澎湖外海水深多介於80公尺~120公尺，其中東側之澎湖水道(Penghu Channel)為最深處，水深可達200公尺。透過詳細地形建模，能充分考慮地形地貌對波浪與潮流交互作用之影響，提升模擬結果與實際海況之吻合度----以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖九 澎湖海域網格與水深圖
★本文節錄自《工業材料雜誌》465期，更多資料請見下方附檔。