近年來我國積極發展離岸風電，牽涉的海洋工程議題相當廣泛，其中一個議題即為海洋結構物底床的沖刷問題。依海洋底床泥沙粒徑之粗細，海洋底床可被分為三個種類：岩質底床、沙質底床、泥質底床。沖刷問題的研究傳統上皆假沙質底床，目前於學界中少有關於泥質底床沖刷問題的研究，雖然有學者探討過波浪通過泥質底床時的波浪衰減現象，但並未有學者考慮過在這樣的情境中加置結構物將帶來的改變，因此，波浪於泥質底床上通過柱狀結構物為一個新穎的研究。於此初探研究中，本團隊參考了相關研究的水槽實驗，設計了一個實驗室尺度的情境（如圖1），並以此設定進行了一系列的流體力學電腦模擬。我們首先模擬了相關的水槽實驗，用以確認電腦模式的可信度，接著，我們以此電腦模式模擬未被前人研究過的波浪於泥質底床通過圓柱的問題，其中的淤泥以高黏性的牛頓流體簡化。於模擬和既有實驗中使用的水波模型皆為「孤立波」，是一種容易控制與描述的長水波，常被用作海嘯、湧浪的簡化模型。
此研究分析了水面和泥面的變化、水流和泥流的速度場、圓柱的水平受力和傾覆力矩。符合期望地，波浪造成的水面起伏雖然會被泥床些許衰減，但整體的水面變化受泥床的影響不大，水面變化主要由波浪通過圓柱時的散射現象主導（如圖2上）。泥面的變化較為特異（如圖2下），孤立波通過圓柱後的泥面變化主要為在圓柱前端和後端的下沉，以及在圓柱兩側的上升，這樣的特徵和既有研究所發現的孤立波於沙質底床上通過圓柱的沖刷現象有所不同：於沙質底床上，圓柱周遭的沙床一般皆為下沉，形成一個「沖刷孔」，只有在圓柱後方一段距離外才會出現沙床的上升。於分析速度場後發現泥的存在會降低接近泥面的水流速度，水流的邊界層有增厚的跡象，與現有理論有所差異。波浪作用下圓柱的水平受力和傾覆力矩頗具工程價值，本研究新進行的模擬指出，和岩質底床相比，泥床的存在會增加圓柱的受力和力矩，主因是由水流所帶動的泥流接觸到圓柱底座所造成。以上所述的三個主要發現，皆未被前人所提出過，本前導性質的研究有望激起後續衍伸研究。（工科海洋系羅弘岳教授提供）
圖 1 本前導性質之研究將欲探討的問題簡化為實驗室尺度的「孤立波於黏性泥床上通過圓柱」問題。
圖 2 透過流體力學電腦模擬，本研究發現波浪於黏性泥床上的沖刷問題有其特殊性，不同於傳統上基於岩質或沙質底床假設而得的結果。