機械工程 114 年流體力學與流體機械考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
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第 1 題
詳解釋下列物理意義或名稱：（每小題5 分，共20 分）
㈠牛頓流體（Newtonian fluid）與非牛頓流體（Non-Newtonian fluid）。
㈡水利直徑（Hydraulic diameter），計算長方形的水利直徑，如下圖所示。
㈢不滑移條件（No-slip condition）。
㈣不可壓縮流（Incompressible flow）。

第 2 題
流體以流量Q 流經水輪機，在中心點垂直流入紙面，後各以Q/2 流向
二臂，以Vrel 的速度噴出，臂的半徑R，臂的轉速ω，並對軸作功產
生軸功（Work shaft）；如下圖所示。忽略摩擦下，回答下述問題：（每小
題10 分，共20 分）
㈠推導出軸功率（Power shaft）：P 的式子。
㈡當功率為最大時的轉速ω 及最大功率Pmax 為何？

第 3 題
液體在吸管中因毛細作用，會產生液體上升，如下圖所示。吸管內徑d，
液體密度ρ，液體表面張力σ，液體上升高度h，液體-吸管介面形成接觸
角θ，重力g。求合適的無因次Pi 項。（20 分）

第 4 題
有一圓形液體貯槽直徑為D，液體由貯槽底端直徑為d 的圓孔排放，如
下圖所示。在時間t = 0 時水深度為h0，求液體深度的變化，表示時間的
函數h = h(t)。（20 分）

第 5 題
流體U∞流過非常薄的平板，由於黏滯力影響下產生邊界層，在板的後緣
測量到速度分布為紊流邊界層，其為1/7 次方的速度分布，如下圖所示。
平板長度L，邊界層厚度δ，速度分布
1/7
( )
u
y
U 
。求當δ = 0.01L 時的
阻力係數（
2
1
2
d
d
C
U L
），Cd 為何？（20 分）
ρ,g,σ

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