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106年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：32860
32960
33460 全一張
（正面）
等別： 三等考試
類科： 水利工程、環境工程、機械工程
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）
一、試說明何謂徑線（pathline）及煙線（streakline）？假設在時間 t=0s到t=8s，有一
速度場為v=(u,v)=(0m/s,2m/s)，u為速度v在x方向的分量，v為速度v在y方向的
分量。而在時間 t=8s到t=20s，該速度場改變為v=(u,v)=(2m/s,
－
2m/s)。假如在
時間 t=0s時，一個染劑被放入流場的原點做流體標記，從此時開始流體質點被追蹤
記錄。試畫出在時間 t=12s，從原點開始所形成的徑線及煙線。（20 分）
二、一個1：100模型比例（模型尺寸是原型尺寸的1/100）的船體置於比重（specific gravity ）
為0.95 的某流體 A中，用以模擬一艘原型 120 m 長而航行於水中的船體。試計算如
果要同時滿足雷諾數（Reynolds number）及福祿數（Froude number）的模擬相似律，
流體 A的運動黏滯係數（kinematic viscosity）應為何？假如模型中的船體須要 5N
的推進力，那原型的船體須要的推進力應為何？（20 分）
三、如下圖所示，一個矩形開口的貯槽其內有一層 1m厚的水，其上方為一層 1m厚的
油，其比重量（specific weight）為 6.6 kN/m3。假設貯槽受到一個往右的加速度為
a=0.3g。貯槽為 6m長，在加速運動時沒有任何流體溢出。試計算在此加速度運動
下貯槽內產生最大的壓力為何？（20 分）
油
水
1 m
1 m
6 m
a
106年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：32860
32960
33460 全一張
（背面）
等別： 三等考試
類科： 水利工程、環境工程、機械工程
科目： 流體力學
四、假設有一層流位在一個以頻率
ω
左右振盪的平板上。在 y=0，其速度為
u(y,t)=U0cos(
ω
t)；在 y=+∞，其速度為 u(y,t)=0。試利用 Navier-Stoke 方程式計算
在y=
ω
υ
2所產生的黏滯剪應力（viscous shear stress），請以 U0、
ω
、
υ
及ρ表示之。
υ
是流體的運動黏滯係數（kinematic viscosity）、ρ是流體的密度（density）。（20 分）
五、如下圖所示，在水中內有一閘門 AB，其寬度為 2m而重量為 18000 N。閘門被鉸鏈
固定在 B點，而其 A點靠在無摩擦的牆面上。試計算左邊水位高 h為何時將造成閘
門AB 開始開啟？（20 分）
y
流體
平板
ω
A
B
h
水 水
4 m
2.5 m
3 m