加載中. ..
PDF
100 年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：
等 別： 四等考試
類 科： 水利工程
科 目： 流體力學概要
考試時間： 1小時 30 分 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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
43060
一、兩圓球在無窮水體中落下，A的體積為 B的8倍，但 A與B的重量相同。而 A物
體的阻力係數（drag coefficient）為 B物體的一半，請問最後的終端速度，A與B
的比例為何？請列出公式並據以回答，若沒有列公式，不解釋，僅回答比例，本題
無分。（10 分）
二、如圖，一個大水桶的水經過一個彎管連出去，彎管的寬（垂直紙面方向）為 1m。管
的最後的出口由一塊木塊擋住，假設木塊上的力量夠大，可以擋住如圖的水，使整
個系統水是靜止的，請問：
F至少需要多大才能擋住水？（5分）
整個彎管系統ABCDEF的總受力為多少，請給合力的大小與方向。（水的密度為
1g/cm3，此處總受力要把板CD也算進去。）（10 分）
4
m
1
m
3
m
2
m
AB
C D
E
F
F
三、在平面卡式座標（x,y）上，給定一流場的流線函數（Stream function）為
xy
2
=
ϕ
。
這流場是非旋流嗎？把 vorticity 算出來並據以回答。（5分）
請證明 x軸為一流線。（5分）
請計算這流場的加速度。（5分）
100 年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：
等 別： 四等考試
類 科： 水利工程
科 目： 流體力學概要
全一張
（
背面
）
43060
四、如圖，若自由液面高程當零，管CD高程為 5m，管AB和管EF高程都是負 10m。所有
管子都是直徑為 0.55m的圓管，管子長度為AB=5m，BC=DE=15m，CD=5m，
EF=15m。水的密度為1g/cm3，水的蒸氣壓力為 2300 N/m ，本題重力加速度請以
10m/s 來算，同時絕對大氣壓力等於 10m水深。回答以下兩種情況的問題：
2
2
若把管子中的流況視為無黏性無能量損失的流體，
出口 F的流速為多少？（10 分）
解釋何謂穴蝕，並說明 D點會有穴蝕嗎？（10 分）
若管子中的流況為有黏性且有能量損失的流體，管子的摩擦係數為 0.03，且在 B、
C、D、E四個轉彎口有次要損失，每處損失係數為 0.5；在 A和F點有出入口損
失，每處損失係數為 1.0。
出口 F的流速為多少？（10 分）
D點會有穴蝕嗎？（10 分）
五、無限長矩形河道，河寬 24.3m，底床坡度為 0.01，曼寧n值為 0.01，流量為 7776m3/s。
在穩態均勻流條件下，同時假設水深遠小於渠寬，求水深與流速。（10 分）
這是亞臨界、臨界、還是超臨界流？並證明你的答案。（5分）
丟一顆石頭到水中，會產生一圈圈的表面波，同時也丟一片葉子在水面上，請問
葉子向下游的速度快，還是表面波向下游傳遞的快，並解釋之。（5分）