水利工程 103 年流體力學概要考古題

在複雜流場中，關於流體元素之受力作用運動形式類別，請敘明之。（20 分）

流體的運動其動力行為機制可藉由牛頓第二運動定律推導出之柏努力方程式 （Bernoulli equation）描述解釋。請回答應用柏努力方程式之適用條件。（20 分）

經溢洪道洩水產生水躍（hydraulic jump）現象，水躍前與後之水深分別為 1y 與 2y 。 若水躍前水深 m 2.0 1 y ，福祿數（Froude number） 1.4 Fr ，請計算水躍後之水深 2y ？ （20 分）

穩定水流（steady water flow）流經寬度2.0 m 的矩形渠道，其示意圖如下。若上游 水深度1000 mm，而水流過渠道底部隆起100 mm 處，水面上升600 mm。今不考 慮黏性效應，請計算該矩形渠道水流量Q 為若干？（20 分）

下圖中A 與B 兩圓管相連通，內部灌滿比重為SG=0.85 之油。A 管直徑為0.2 m， B 管直徑為0.05 m。今於B 管上端面b-b 處施予FB=100 kN 之作用力，應用巴斯卡 定律（Pascal’s law），請計算A 管上端面a-a 處所承受之作用力FA為何？（20 分） Q oil（SG=0.85） 1000 mm 1500 mm 100 mm FA FB A B a a b b