水利工程 92 年流體力學考古題

有一半徑a = 0.2 m 之圓柱體，承受上游速度 = o V 40 m/s，壓力 = o P 101 KPa，如圖1 所示。若假設圓柱體表面S 點之切向速度可以 θ = sin V

V o s 表示之。 （25 分） 如 ° = θ 45 ，試求S 點之切向加速度 s a 及法向加速度 n a 。 如 ° = θ 45 ，試求S 點之壓力。 二、高樓結構物所受之強風力可藉由風洞模擬，若風洞中風速為10 m/s，現場風速為 150 km/h，模型比例為1：100，空氣密度 = ρ 1.23 kg/m3。 （25 分） 若模型上某位置之壓力係數 = p C 0.8，試求實體該點所受之壓力。 若模型所受總力 = m F 40 N，試求實體所受總力。

若一平板層流邊界層之流速分布為 2) y ( y 2 U u δ − δ = ，U 為邊界層之外流速度，為一定 值，y 為沿邊界層厚度δ之方向，如圖2 所示。 （25 分） 試求此邊界層之： 位移厚度* δ 動量厚度θ 邊界層厚度δ

一矩形渠道寬度為12 m，因渠道坡度改變而發生水躍，若水躍上游之速度為 11.57 m/s，水躍下游之水深為2.5 m，試求： （25 分） 水躍上游水深。 水躍下游速度。 水躍所消耗之能量。