海洋科技季刊
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『海底佈纜、拖曳及動力系統專輯』
目  錄 封面
「海底佈纜、拖曳及動力系統」專輯序言
光纜海纜佈放關鍵技術探討
光纖海纜通訊技術
3000公尺底拖測掃聲納及底部剖面儀的探測技術開發和實例
水下拖纜系統定位問題之數值模擬
沉船打撈施工技術實例探討
螃蟹部落格(二)
全國學生自製船模大賽之成果與展望
水下考古科學儀器調查及分析人才培訓課程紀實
TEAM2009國際研討會在高雄
水下自主式載具-仿生魚 98年智慧居家服務型機器人產品創意競賽「魚我童樂」夢想實現組第三名
海洋及水下科技季刊九十八年度第十九卷第三期封面

「海底佈纜、拖曳及動力系統」 專輯序言
(第十九卷第三期-序言)
摘要

 本期的內容包括五篇以「海底佈纜、托曳及動力系統」為主題的專文和五篇最新海洋教育相關的報導。當2009年八八莫拉克風災,美軍直昇機支援吊掛重機械,由台南機場起飛的畫面,以及電影「空軍一號」末段的飛機空中加油和人員救難,此空中吊掛作業讓人和海下拖纜和佈纜作聯想。如果要起動類似的工程作業,想必和救難或重大事件有關。因此,積極連繫國內與主題相關的人力,提供寶貴的專業知識和經驗。整個編輯過程,有感於時間的緊迫及國內海洋及水下技術相關人力有待整合,像接力賽方式一棒傳一棒,完成本專輯。

 「海洋及水下科技」季刊,提供產、官、學、研各界整合的舞台,本輯的海洋科技應用實例的報導,十分特殊,藉此舞台拋磚引玉,希望結合國內更多資源參與海洋資源開發的教育與研發。

 本專輯的前半部以「海底佈纜」為核心。前二篇專文,是由本專輯主編之一林武文教授,針對光纖海纜的在網際通訊上的技術角色及其特性詳加說明,並對光纖海纜在佈放時,所面臨許多關鍵性的問題,提出專業的改善之道。

 後半部則是以「拖曳及動力系統」為核心,共有三篇專文。首先由馬玉芳先生的團隊以深海底拖探測實例作說明,如何使昂貴之科學探測水下載具安穩地保持於接近海床上之固定高度,以得到良好清晰之影像及地層剖面資料,寶貴的經驗亦是本文的重點。高雄海洋科技大學呂學信教授是和馬玉芳先生深海底拖探測所用的水下拖曳系統有關,主要是以數值模擬的方式探討水下圓形路徑拖纜系統之定位問題。所得之數值結果,將顯示纜索端點之垂向深度、掛重距轉動軸的距離、拖曳點纜索張力、掛物點之相位角、拖曳點圓周運動速度、拖曳轉動半徑等之相對關係,其結果有利於水下纜索物體系統定位問題的探討。

 本期第五篇專文是延續上期劉復光先生的大作「水下作業能力的演進與海洋能源開發關係」,邀請台灣潛水企業有限公司的陳琦瀛和陳靜光先生和學界的劉金源及呂學信教授,共同就實船打撈、拖曳的經驗實例,述之於文字,介紹當時的打撈過程,包括:施工構想、施工程序、施工細節等,供類似的水下作業施工實務之參考。本文之結論,一方面檢討國內水下人力及裝備的不足,另一方面強調水下科技團隊整合的重要性。

 2009年「海洋科普教育」相關的報導,內含海洋生物與科技教育。黃榮富教授延續前輯的「螃蟹部落格」續集、王治平和洪文玲教授舉辦全國學生自製船模大賽的成果展現,其中包含水下載具的的模型動態競賽、王永聯教授帶領學生製作的仿生魚水下自主載具成果等。對國內海洋科普教育均有積極向下紮根的成效。邱瑞焜先生是文建會第一屆水下考古種子人才培育課程學員,特別以「水下考古科學儀器調查及分析人才培訓課程紀實」一文,介紹該第一屆課程如何整合國內水下科技、水下考古與水下文化資產和水下人才培育,十分特別。最後,張博超教授針對高雄海洋科技大學今年舉辦「TEAM-2009」,第23屆亞洲海洋結構技術交流國際會議的背景及承辦過程,及其對國際間海洋科技教育的貢獻,撰文說明。

 人類未來的資源在海洋,希望在海洋。海洋及水下科技結合高科技,整合產官學研界的人力和物力,目的在使人類更加親近海洋、利用海洋、開發海洋並保護海洋。海洋科普教育是海洋立國的根本,不僅要重視,更要實踐。

作者:呂學信/國立高雄海洋科技大學造船工程系 教授

   林武文/大仁科技大學資訊工程系 教授

   劉復光/旭海文化有限公司 董事長


光纖海纜佈放關鍵技術探討
(第十九卷第三期-海底佈纜、拖曳及動力系統)
摘要

 隨著人類向海洋發展的腳步,逐漸由近岸邁向深海,海洋工程技術,也面臨許多新的挑戰。過去,越洋的通訊,多以同軸電纜為主,由於訊號傳輸損失較大,通訊頻寬有限,已被光纖海纜所取代。如今,光纖海纜,已成為海洋工程、水下資訊、通訊不可或缺的媒介。

 雖然光纖海纜具有許多優異的特性,但不可避免的,也有許多先天上的缺點。本文主要是探討,光纖海纜在佈放時,所面臨許多關鍵性的問題。其中,深水海洋工程佈放,吊掛作業,所需的纜索,也由傳統鋼絲索,改良成合成纖維索。然而,合成纖維的壽期值,卻受佈放時的扭轉,而有很大的影響。改善之道,可以由合成纖維索的材料、編織的方式、佈放機具、合成纖維索的被覆材料等方式來改善。

 

關鍵字:光纖海纜、佈放、合成纖維索。


作者:林武文/大仁科技大學資訊工程系 教授

光纖海纜通訊技術
(第十九卷第三期-海底佈纜、拖曳及動力系統)
摘要

 光纖消除了大海的隔閡,通訊縮短了人與人之間的距離,使遠隔重洋成為咫尺之遙,使天涯成為比鄰,藉著光纖寬廣的頻寬,使得資訊的交流,彈指即刻實現。這些資訊,包括:語音訊號、影像圖片,和各項數據資料等,靠光纖的無遠弗屆,以及網路的縱橫交錯,四通八達,交織成一綿密的資訊通衢大道,而這些資訊工程的媒介,都是靠越洋的國際光纖海纜來促成的,而其中擔負資訊交流通道的核心,竟然只是一根細如毫毛的「光纖」,那光纖又是怎麼辦到的呢?

 本文由光纖導光的原理著手,探討光纖通訊相對於傳統同軸電纜的優點,同時,介紹光纖通訊,如何藉由海纜佈放工程,而得以實現其越洋國際通訊的過程。

 

關鍵字:光纖、通訊、光纖海纜


作者:林武文/大仁科技大學資訊工程系 教授   


3000公尺底拖測掃聲納及底質剖面儀的探測技術開發和實例
(第十九卷第三期-海底佈纜、拖曳及動力系統)
摘要
 底拖探測作業是一極具挑戰性工作,如何使昂貴之科學探測水下載具安穩地保持於接近海床上之固定高度,以得到良好清晰之影像及地層剖面資料。

 本文除將使用之儀器規格作介紹外,主要針對目前國內唯一可達3000公尺水深的側掃聲納及底質剖面儀,加上感應器組合於載具內及外接磁力儀之水下拖曳系統,使其保持於海床上約20m至50 m高度之操作技術及週邊動力系統開發,經多次改良後,使收集之資料明顯得到良好改善的情形,以實例作為説明。


作者:馬玉芳/臺灣大學理學院貴重儀器中心海洋探勘組

   邱協棟/臺灣大學理學院貴重儀器中心海洋探勘組

   蔡清輝/中央大學地球物理研究所

   陳松春/經濟部中央地質調查所

   許樹坤/中央大學地球物理研究所


水下拖纜系統定位問題之數值模擬
(第十九卷第三期-海底佈纜、拖曳及動力系統
摘要

 本研究的目的在探討船舶轉彎圓形路徑拖纜之平衡運動。研究中假設纜索本身為一纜索物體系統,視為一完全柔性且不可拉伸之細長結構體,兩端包括拖曳端之「拖曳點」及尾掛端之「掛物點」。當拖曳點以一定速度作適當半徑之圓周運動,運動中此纜索的諸外力包含:張力、重力、慣性力及水下環境外力等達成平衡時,重要影響參數間之關係所展現的螺旋運動圖騰是本研究的重點。本研究相關的八個重要參數包括:纜索總長、纜索端點之垂向深度(Depth)、拖曳點圓周運動速度、纜索張力、末端掛物點之掛重、掛重距轉動軸的距離、拖曳轉動半徑及掛物點和拖曳點之相位角等。本研究為一初始邊界值問題的探討,以數值方法計算模擬水下圓形拖曳纜索的動力行為。所得之數值結果,將顯示纜索端點之垂向深度、掛重距轉動軸的距離、拖曳點纜索張力、掛物點之相位角、拖曳點圓周運動速度、拖曳轉動半徑等之相對關係,其結果有利於水下纜索物體系統定位問題的探討。

 

關鍵字:纜索物體系統、垂向深度、水下定位。


作者:呂學信/國立高雄海洋科技大學造船系 教授


沉船打撈施工技術實例探討
(第十九卷第三期-海底佈纜、拖曳及動力系統
摘要

 台灣四面環海 , 且地處亞太特殊樞紐 , 海空交通往來頻繁 , 因此週邊海域發生海上事故的機率也相對增大。當海上事故發生後 , 打撈作業已是整個搜救過程最後一個階段 , 目的是將殘 骸打撈上岸 , 調查事故發生原因 , 或是打撈物無明顯損壞時 , 打撈完成後 , 將進行維修。台灣潛水企業有限公司於 91 年 2 月 , 將沉沒於水深 42 米的散裝貨輪使民輪打撈上岸。此 次打撈作業為考量施工成本 , 在船體內建立浮力艙 , 以不破壞船身主體結構的施工法 , 順利完 成打撈船體作業。本文的目的在於介紹便民輪打撈的過程 , 包括施工構想、施工程序、施工細 節等 , 以便作為類似施工實務之參考。


作者:陳琦瀛/台灣潛水企業有限公司

   陳靜觀/台灣潛水企業有限公司

   吳勇宏/台灣潛水企業有限公司

   呂學信/國立高雄海洋科技大學造船系 教授

   劉金源/國立中山大學海洋科學院 院長


螃蟹部落格(二)
(第十九卷第三期-海洋科普教育
摘要

 螃蟹雌雄的辨別是認識螃蟹的基本能力,除了以腹部的寬窄,頭胸甲的顏色、體型及螯腳大小等作辨識外,最準確的是從生殖肢及生殖孔來作判別。螃蟹由於欠缺像魚類的魚鱗或耳石等具有年齡輪的形質,各種螃蟹年齡的決定仍須依照人工養殖的成長所定出的成長式來推算;由以往的研究及觀察經驗探知多數螃蟹的壽命約2年,棲居於深海底的螃蟹壽命則更長,像節肢動物中體型最大的甘氏巨螯蟹推論其壽命可達百年以上。在螃蟹的生活史,除淡水蟹類的成長是由卵直接孵化為幼體的直接發育模式外,其餘海洋性及河海二側洄游的種類則採間接發育,卵孵化後的幼體會經歷蚤狀幼體、大眼幼體到稚蟹的變態成長期。稚蟹到成蟹成長也須經過多次的脫殼,脫殼的頻率隨種類、生物本身及環境條件等差異而有不同;成熟的雄蟹會藉由螯腳等身體部位的舞動以吸引雌蟹進行交配,交配時雄蟹會將精莢輸入到雌蟹生殖孔下方的儲精囊儲存,等待雌蟹排卵時受精,一般雌蟹交配一次後會行多次產卵,但產卵數會逐次減少,孵出率也降低;各種類的產卵數不等,從數十粒到數百萬粒。多樣的生態系演化出多樣螃蟹種類,螃蟹的體型大小也各有不同,從頭胸甲寬少於1公分到37公分均有,而這些極限體型的種類,寶島台灣均有產。

 

關鍵辭:螃蟹、生活史、壽命、幼體變態

作者:黃榮富/國立高雄海洋科技大學水產養殖系 教授   

↑回目錄

 

全國學生自製船模大賽之成果與展望
( 第十九卷第三期-海洋教育報導)
摘要

  為倡導親近海洋、熱愛海洋以及科技整合之概念,國立高雄海洋科技大學造船工程系自2005年起,在國科會科教處、高雄地區船廠、對船模有興趣之廠商與善心人士,以及國立高雄海洋科技大學的支持下,連續四年舉辦年度全國學生自製船模大賽。此活動源自於國立台灣大學造船工程學系(今工程科學及海洋工程學系),後續由國立成功大學系統及船舶機電工程學系以及本系主辦,目的在於鼓勵學生結合流體力學、結構力學、機電控制、系統工程等造船知識,發揮創意,以自行設計製作之模型船參賽,培養學生科技整合之實務能力,同時藉由比賽方式與規則之引導,鼓勵參賽者將新科技融入設計中,進而達到教育訓練之目的。

 經由多年之推廣,該活動已成為全國學生年度盛事,且由於船模比賽富含教育性,本活動連續兩年(2007、2008)獲邀至高雄市政府所舉辦之『高雄海洋博覽會』中展出,得獎的同學大多親自參與盛會並擔任解說之工作,同學們相當樂於有再聚首討論之機會。活動期間吸引上萬名民眾前往參觀,民眾無不對學生之創意感到驚奇,也極力讚許各單位贊助此類活動的進行,讓莘莘學子之創意得以展現。展覽期間亦特別邀請許多造船界的先進與業者們進行專題演講,讓同學們拓展視野,更進一步了解船與海洋的現況與未來,收穫頗豐。

本文回顧這四年來之執行過程,並分別談論水面船以及水下載具比賽之成果,藉以展望未來活動之發展方向。

 

關鍵字:船模比賽、科技整合、創意、教育


作者:王治平/國立高雄海洋科技大學造船工程系  助理教授

   洪文玲/國立高雄海洋科技大學造船工程系  助理教授

水下考古科學儀器調查及分析人才培訓課程紀實
( 第十九卷第三期-海洋教育報導)
摘要
 文建會文化資產總管理處籌備處與高雄中山大學海洋科學院合作,舉辦為期五天的「水下考古科學儀器調查及分析人才培訓課程」,邀請國內擁有水下考古實務經驗的專家學者授課,課程內容包括理論及海上實習。本文簡單紀錄培訓課程中重要的過程。

關鍵詞:水下考古、水下文化資產、科學儀器調查

作者:邱瑞焜/國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心 助理研究員

TEAM2009國際研討會在高雄
(第十九卷第三期-海洋教育報導)
摘要
 亞太海洋結構學術技術交流研討會(The Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures簡稱TEAM conference)乃是亞太區域一個以造船結構以及海洋結構為主的學術與技術交流之國際組織及會議。每年舉行一次會議,由各國輪流主辦。今年第二十三屆亞太海洋結構學術技術交流研討會(TEAM 2009)即將於11月30日至12月3日,由國立高雄海洋科技大學造船工程系於高雄市舉辦。本文將就此項研討會的簡要歷史、論文之內容主題以及今年即將在高雄舉辦之各項籌備工作,進行介紹說明。

關鍵字:TEAM2009、海科大造船系、高雄市

作者:張博超/國立高雄海洋科技大學造船工程系  助理教授

水下自主式載具-仿生魚 98年智慧居家服務型機器人產品創意競賽「魚我童樂」夢想實現組第三名
(第十九卷第三期-海洋教育報導)
摘要
 機器人的發展都侷限在陸地上,而海洋的應用卻相當稀少。目前機器魚的設計只具基本游動功能,無近似生命與環境互動特性。仿生魚不只要游動,更要像真魚的游動,遇障礙物會自動迴避,也只有具有互動特性可以使小朋友從內心發出愉悅笑聲,因此挑戰設計者的技術與智慧,仿生魚的機構須能像真魚擺動,電控系統的防水技術使控制器,致動器與感測器能在水中正常運轉,這些都是我們所要發展的技術。

關鍵字:仿生魚、魚我童樂

作者:王永聯/國立高雄海洋科技大學造船工程系  助理教授


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