機械工程 102 年流體力學考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/102-fluid-mechanics

第 1 題
水平地表上，有一直徑為6.00 m 之半球型建築，質量為50.0×103 kg，如圖所示。
若在正上方插入一小水管，並注入水。假設建築物與地表之間並無連結，且尚無漏
水。不計小水管及其內水之重量。當水壓恰可舉起建築時，試問水位高度h 為何？
球之體積= 4πR3/3，R 為半徑。（20 分）

第 2 題
水平矩形渠道上，有一下射式閘門，如圖所示。渠道寬b = 5.00 m，閘門與渠道同
寬。已知y1 = 3.00 m，y2 = 1.00 m，V1 = 0.900 m/s。試求固定閘門之水平分力，其
大小為何？方向為何？設底床摩擦力可予忽略。（20 分）

第 3 題
水由大型下池以水管抽至大型上池，兩池水面高差70.0 m。水管直徑D = 20.0 cm ，
管長300 m，摩擦因子f 可由下式計算
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+
⎟⎠
⎞
⎜⎝
⎛
−
=
Re
9.6
7.3
D
/
ε
log
8.1
f
1
11
.1
，式中糙度
ε = 45.0×10-3 mm，Re 為雷諾數。次要損失係數之總和為16.0。已知泵加諸於水之
水頭為hs = 120 m。試求流量為何？（20 分）
V1
V2
y1
y2
閘門
102年特種考試地方政府公務人員考試試題
類  科： 水利工程、環境工程、機械工程

第 4 題
油流過一矩形平板上方，如圖所示。平板上游之流速U = 2.00 m/s。平板寬b = 3.00 m，
長L = 5.00 m。層流邊界層厚度
x/U

第 5 題
δ
v
=
，邊界層內設為線性流速分布u/U = y/δ。
油之密度ρ0 = 876 kg/m3，運動黏度（kinematic viscosity）v = 2.49×10-4 m2/s。試求
平板上方來自流體的摩擦阻力大小為何？（20 分）

五、不可壓縮管流，其管壁的摩擦應力
w
τ ，受到以下變數的影響：密度ρ，流速V，管
徑D，糙度ε 及動力黏度（dynamic viscosity）μ。試以ρ、V 及D 為重複變數，進
行因次分析，並找出適當之無因次變數。（20 分）

δ

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。