水利工程 113 年高等流體力學考古題

上下兩層不動之平行板，中間有一流動流體（如圖A 所示），其中水流 之速度為

1 2 V y u h ，式中平均流速V = 0.6 m/s，h = 5 mm，上下 平板之剪應力為720 N/m2，㈠請問流體之黏滯係數為何？㈡何處之剪應 力最低？其值為何？（20 分） 圖A 二、管中不可壓縮流體如圖B 所示，管間距6 m 的壓力水頭如圖所示，求㈠ 此間距之損失水頭（head loss）及水流方向；㈡假設損失水頭（head loss） 大小不變，水流反向，請問壓力水頭的變化。（20 分） 圖B 三、水由安裝在推車上的水箱穩定流出，如圖C 所示。水流流出水箱噴嘴後 （噴嘴面積0.01m2），又流入另一輛手推車的彎曲表面。假設車輪無摩 擦力，液體也無黏性。㈠求離開水箱的水流速度V1 以及離開手推車的流 速V2？㈡繩索（rope）A 所受的力？㈢繩索B 所受的力？（20 分） 圖C

混凝土壩之比重為23.6 kN/m3，坐落於堅固基盤上，如圖D 所示，當壩 後水位為4 m 時，請問該壩抵抗滑動之最小摩擦係數為何？（20 分） 圖D

濱海地區為進行防風定砂工程，設置高h 寬b 的防風牆一座，如圖E 所 示，假設牆中心點之壓力p 與牆面大小、風速V 及空氣粘滯度（dynamic viscosity, ）相關，請以因次分析（dimensional analysis）建構無因次項； 又當風速增加一倍時，壓力增加多少？（20 分） 圖E