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105年公務人員高等考試一級暨二級考試試題
代號：22230
全一張
（正面）
等 別：高考二級
類 科：水利工程
科 目：高等流體力學
考試時間 ：2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。
（請接背面）
一、如下圖之貨櫃車上的油罐裝滿了汽油（直至油罐頂部），若貨車正以等加速度 4 m/s
2
在行駛，試求出油罐槽內點 A，B，C與D的壓力值。汽油密度為 729 kg/m
3
，可將
其視為不可壓縮。（20 分）
二、一個二維流動的速度場，x方向流速為 u = 2x m/s，y方向流速 v = -2y m/s，其中 x
與y皆以 m為單位。試繪出流場的流線，並求出位於 x = 1m，y = 2 m 處的粒子之速
度與加速度。（20 分）
三、如下圖所示的虹吸管用來將一廣大開放水槽中的水吸出，若水的絕對蒸氣壓為
p
v
= 1.23 kPa，對於管徑 50 mm 的水管而言，其導致穴蝕現象（cavitation）的最短長
度L及其臨界流速為何？假設管中摩擦損失可忽略，且絕對大氣壓為 101.3 kPa。
（20 分）
D2 m
8 m
4 m/s
2
A
B
C
0.5 m
0.2 m
D
A
B
C
L
參考線
105年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 代號：22230 全一張
（背面）
等 別：高考二級
類 科：水利工程
科 目：高等流體力學
四、直徑 4 mm 的雨滴落下來的終端速度達 9 m/s：
假設其形體可視為圓球（V = π D3/6），試求空氣對雨滴的阻力係數 CD值。（5分）
求雨滴達終端速度時的流場雷諾數。（5分）
依此雷諾數條件，試繪出雨滴周圍的流場（於雨滴的動坐標上看）。（5分）
繪出雨滴周圍的壓力分布圖，並試描繪出雨滴變形後的形狀。（5分）
ρ(kg/m3) υ(m2/s)
雨水 999 1.12E-6
空氣 1.23 1.46E-5
五、已知某一水庫的洩洪道寬度為 20 m，其設計洩洪量為 150 m3/s。今以 1：16 的模型
研究洩洪道的流動特性，假設表面張力與黏度效應均予以忽略。試求：
模型寬度與體積流率。（10 分）
原型 24 小時的操作時間相當於模型測試時間若干？（10 分）