水利工程 111 年流體力學概要考古題

如下圖，矩形平底船長L = 15 m，承載質量m = 9,000 kg 之物體時，船 身下沉H = 10 cm。試問該平底船寬度W 為何？（20 分）

㈠當流體靜止或與相鄰流體粒子之間無相對運動時，亦即處於靜力 （static）狀態下，請敘明此時流體之作用力。（10 分） ㈡基礎流體動力學現象可由柏努力方程式（Bernoulli equation）描述之。 請敘明該方程式適用條件。（10 分）

㈠請敘明能量線與水力坡降線（EnergylineandHydraulicgradeline）。（10 分） ㈡參閱下圖，利用能量線與水力坡降線之分布變化，請敘明水管AB 段 與CD 段管中水壓之正負分別為何與理由？（10 分）

㈠何謂流體（fluid）？（10 分） ㈡舉凡描述自然界物理現象之方程式，必然具備因次齊性（dimensionally homogeneous），請敘明因次齊性定律與其功用。（10 分）

在均勻流狀況下，一加工混凝土矩形渠道，寬度10 m，水深1 m，該渠 道坡降每100 m 下降10 cm，混凝土曼寧係數n = 0.012。應用曼寧 （Manning）公式計算，試問： ㈠該渠道之輸送水流流量？（10 分） ㈡該渠道水流之型態？（10 分）