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102年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：
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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
33260
33360
33860
水
水
h
水之密度 ρ = 1000 kg/m3、水之運動黏度 v = 1.12×10-6 m2/s、重力加速度 g = 9.81 m/s2，
其餘請自行假設或推知。
一、水平地表上，有一直徑為 6.00 m 之半球型建築，質量為 50.0×103 kg，如圖所示。
若在正上方插入一小水管，並注入水。假設建築物與地表之間並無連結，且尚無漏
水。不計小水管及其內水之重量。當水壓恰可舉起建築時，試問水位高度 h為何？
球之體積= 4πR3/3，R為半徑。（20 分）
二、水平矩形渠道上，有一下射式閘門，如圖所示。渠道寬 b = 5.00 m，閘門與渠道同
寬。已知 y1 = 3.00 m，y2 = 1.00 m，V1 = 0.900 m/s。試求固定閘門之水平分力，其
大小為何？方向為何？設底床摩擦力可予忽略。（20 分）
三、水由大型下池以水管抽至大型上池，兩池水面高差 70.0 m。水管直徑 D = 20.0 cm ，
管長 300 m，摩擦因子 f可由下式計算 ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−= Re
9.6
7.3
D/ε
log8.1
f
111.1
，式中糙度
ε = 45.0×10-3 mm，Re 為雷諾數。次要損失係數之總和為 16.0。已知泵加諸於水之
水頭為 hs = 120 m。試求流量為何？（20 分）
V1
V2
y1
y2
閘門
102年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：
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
全一張
（
背面
）
33260
33360
33860
四、油流過一矩形平板上方，如圖所示。平板上游之流速 U = 2.00 m/s。平板寬 b = 3.00 m，
長L = 5.00 m。層流邊界層厚度 x/U5δv=，邊界層內設為線性流速分布 u/U = y/δ。
油之密度 ρ0 = 876 kg/m3，運動黏度（kinematic viscosity）v = 2.49×10-4 m2/s。試求
平板上方來自流體的摩擦阻力大小為何？（20 分）
五、不可壓縮管流，其管壁的摩擦應力 w
τ，受到以下變數的影響：密度 ρ，流速 V，管
徑D，糙度 ε及動力黏度（dynamic viscosity）μ。試以 ρ、V及D為重複變數，進
行因次分析，並找出適當之無因次變數。（20 分）
δ