水利工程 107 年流體力學考古題（共 6 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/hydraulic-engineering/107-fluid-mechanics

第 1 題
一水箱底部有一個突出的半球（直徑0.4 m），在靜止狀態下，水深1.2 m
時，水的密度1000 kg/m3，半球所受的靜壓總力的水平分量和垂向方量
分別為何？（20 分）
1.2 m
0.4 m

第 2 題
一輛油罐車的儲油箱（長度8.0 m，高度2.0 m，寬度3.0 m）內裝有液
化天然氣（密度450 kg/m3，靜止時液體深度1.0 m，液面壓力為大氣壓
力）。若突然煞車，減速度為2.0 m/s2，試求儲油箱前後壁面（非側面）
因液體晃動的最大總力。（20 分）
2.0 m/s2
8.0 m
2 m

第 3 題
一條圓形斷面水管的半徑R2 = 0.10 m，其水流流速分布：中心部分為均
勻流，外緣靠近管壁處為邊界層流：
u(r)=Uc

1
R
r
0
<
≤
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛−
=
2
2
2
c
R
r
1
3
U

第 4 題
)r(
u

1
2
R
r
R
≥
≥
式中Uc=2.0 m/s，R1=0.05 m，水的運動黏滯係數1.0 × 10-6 m2/sec，試
計算：（每小題10 分，共20 分）
㈠其斷面平均流速。
㈡以圓管直徑及平均流速計算之雷諾數。
R2
u(r)
r

h

60o
60o
1.0 m
四、一梯形斷面之渠道，底部寬度，兩側的角度60o，曼寧係數0.02，底床
坡度0.004，流量0.2 m3/s，試求：（每小題10 分，共20 分）
㈠水深h=？
㈡福德數（Froude no.）。

第 5 題
一顆圓球形的冰雹直徑1.0 cm，密度0.6 g/cm3，阻力係數為0.44，空氣密度
1.20 kg/m3，動力黏滯係數1.86 × 10-5 Pa-sec，試求：（每小題10 分，共20 分）
㈠此冰雹自空中墜落的終端速度。
㈡以直徑和終端速度計算之雷諾數。

第 6 題
欲求圓形砂粒之沉降速度，圓形砂粒以等速向下移動，如圖六所示。其速度係由砂
粒重量W 、水的浮力FB 以及水作用在砂粒的拽引力（drag force）D 之間的平衡作
用。假設拽引力係數
24/Re
CD =
，Re 為雷諾數（Reynolds number），其定義為
μ
ρ
/
UD
=
Re
，μ 為水的粒性係數。假設砂粒比重為S，粒徑為D，水的密度為
w
ρ ，
重力加速度為g，證明圓形砂粒的沉降速度為
μ
ρ
18
1)
-
(
2
gD
S
U
w
=
。（15 分）

圖六
W
D
FB

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。