加載中. ..
PDF
106年公務、關務人員升官等考試、106年交通
事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題
代號：25330
全一張
（正面）
等級： 薦任
類科（別）： 水利工程
科目： 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。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
（請接背面）
註：水密度為 1000 kg/m
3
，重力加速度為 9.81 m/s
2
一、給定二維流場之速度分量（u, v），如 u = (1.85 + 2.33x + 0.656y)，v = (0.754
－
2.18x－2.33y)
是否為不可壓縮流？（4分）
是否為穩態流場？（2分）
試求出流場中加速度向量的分佈。（10 分）
試求在點（x, y）=（-1, 2）位置之加速度。（4分）
二、消防員們拿水管滅火（如圖
所示），如果水管保持水平且出口噴嘴直徑為 8公分，
其管內水流量穩定地為 12 m
3
/min，試求消防員們要出多少力，才能保持水管水平方
向不動？假設動量修正因子（momentum correction factor）為 1，且水管入口截面之
法向方向垂直水平面。（20 分）
圖
三、一消防船在海上抽海水救火（如圖
所示），海水（密度為 1030 kg/m
3
）經由管徑
（diameter）8 cm 的圓管，穩定地以流量 0.04 m
3
/s 水平噴出，噴嘴出口截面直徑為
5 cm，整個抽水系統不可逆之水頭損耗（irreversible head loss）為 3 m，噴嘴中心線
位置距平均海平面高 3 m，馬達水泵的效率為 0.7，試求
出口海水噴出之平均速度？
（5分）
馬達水泵所需之輸入功率？（15 分）利用能量方程式求解，並假設動能
修正因子（kinetic energy correction factors）為 1。
圖
12
m
3
/min
106年公務、關務人員升官等考試、106年交通
事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題 代號：25330 全一張
（背面）
等級： 薦任
類科（別）： 水利工程
科目： 流體力學
四、一長方形水箱被卡車載運，卡車在一水平道路上等加速行進，若將水箱內水體視為
剛體運動且不考慮黏性，此時量得水體自由表面與水平夾角 15°（如圖
所示），試
求此時卡車之加速度為多少？（20 分）
圖
五、當均勻流流經一圓柱時，形成一周期性卡門渦旋（periodic Karman vortex）（如圖
所示），請以重覆變數法（Method of repeating Variables）推導出卡門渦旋之頻率 fk
（shedding frequency）與均勻流入流速度（V），液體密度（
ρ
），液體黏性（
μ
）及圓
柱直徑（D）的無因次關係（dimensionless relationship）。假設
ρ
、V和D為重覆參數，
並寫下推導過程。（20 分）
圖
ax
θ = 15°
Water
tank
fk