阿摩線上測驗
登入
首頁
>
高等流體力學
>
107年 - 107 高考二級 高等流體力學#72460
> 申論題
題組內容
二、已知某溪在颱風期間的流量為 6000 m
3
/s,為了解此流量在河道的流速特 性,進行水工模型試驗。若試驗室的流量設備可提供的最大流量為 2 m
3
/s,假設表面張力與黏度效應均予以忽略。試求:
⑵若以上述所得長度縮尺,在模型量測某處的流速為 2 m/s,則相對位 置的原型速度。(10 分)
相關申論題
一、如下圖為一根斷面及密度均勻的木棍,上端斜撐在鉸鍊上。此木棍長度 為 L,其上端段 L 水面上,另一段在水中,木棍與水面呈 35°夾角。在 水的密度為 1000 kg/m3下,試求此木棍的密度。(20 分)
#294987
⑴最大的模型長度縮尺(模型:原型)1/n 2 ,n 為正整數。(10 分)
#294988
三、如下圖為有黏滯性的某流體流下坡度θ = 10°斜坡的流速分布,其中 u 為 沿 x 方向的速度分量,流體總高度 h = 2 mm,(x, y)為卡式座標(Cartesian coordinate),正 x 軸沿斜坡面向下,正 y 軸為斜坡法線方向。此速度分 布可以下列方程式來描述: 其中μ為動力黏滯係數(dynamic viscosity),g = 9.81 m/s2為重力加速度。 在流體密度ρ = 1000 kg/m3及μ = 1.0 × 10−3 kg/m/s 的條件下,假設此運動 在垂直(x, y)平面是均勻的,試求單位寬度 b =1 m 的流量(m3 /s)。(20 分)
#294990
四、如下圖為清水流通一個束縮圓管,在下方接細管至裝染液的容器,其中 圓管的直徑 D 為 2 cm,束縮處的直徑 d 為 1 cm,容器內染液的密度為 1000 kg/m3 ,與水相同,液面至管中心線的高程差 h 為 15 cm,細管端 離染液面為 5 cm。透過束縮圓管的低壓可虹吸染液至右端排出,染液被 吸起的流量 Q 可用 估算,其中Δh為細管兩端的壓力水頭差, Δh的單位為 m,Q 的單位為 liter/min。若流速 U 為 1m/s 時,試求染液 被吸起的流量 Q。(20 分)
#294991
五、如下圖為密度常數的流體以均勻流通過圓柱的二維運動流場,圖中 P0 及 U 分別為遠處壓力及均勻流的速度,ρ 為密度,(r, θ)為極座標系統, 其原點在圓柱中心,圓柱半徑為 a。若此流場可用組合均勻流及偶流 (doublet)的流速勢φ (velocity potential)來描述之,即為:其中 K 為偶流強度。試求圓柱表面上隨θ 的壓力分布。(20 分) 提示:流場速度分量與流速勢關係如下式:
#294992
(二)若原型尺度之 D = 0.2 m 、 H = 0.6 m 及流速 V = 5 m/s ,模型實驗採和 原型相同之流體,模型尺度之 D = 5 cm,則模型的流速應為多少? 如果在模型測得的渦漩分離頻率為48 Hz,則原型的渦漩分離頻率為多少 Hz?(10 分)
#554313
(一)請利用「Buckingham π 定理」推導渦漩分離頻率 ω 與相關參數之無因次關係式。 (10 分)
#554312
四、兩平行固定板間的定量黏性流(steady viscous flow)如下圖所示,試以連續方程式及 Navier-Stokes 方程式推導速度剖面(velocity profile),並 證明平均速度 V 與最大速度的關係為V =。
#554311
三、如下圖,風(密度ρ=1.23 kg/m3 ,黏滯度μ=N•s/m2)以每小 時 96 km 的速度作用於水塔結構物,水塔為球型,置於圓柱的上方,球型水塔的直徑 Ds=12 m ,圓柱高度 b=15 m 、直徑 Dc=4.5 m 。球體及圓柱 的阻力係數(drag coefficient)與 Reynolds 數的關係如附圖,試求圓柱底 部固定端所需的抵抗力矩(torque) ,以維持水塔結構物免於傾倒。 阻力係數與 Reynolds 數的關係圖:
#554310
(二)說明水躍的上、下游水流屬何種特性之流況;請以一例說明如何適當 的發生水躍現象來防止趾部沖刷。(10 分)
#554309
相關試卷
114年 - 114 高等考試_二級_水利工程:高等流體力學#131611
114年 · #131611
113年 - 113 高等考試_二級_水利工程:高等流體力學#123060
113年 · #123060
108年 - 108 公務人員升官等公務簡任_水利工程:高等流體力學研究#80527
108年 · #80527
107年 - 107 高考二級 高等流體力學#72460
107年 · #72460
106年 - 106 公務升官等考試_簡任_水利工程:高等流體力學研究#66338
106年 · #66338
106年 - 106 高等考試_二級_水利工程:高等流體力學#65183
106年 · #65183
104年 - 104 公務升官等考試_簡任_水利工程:高等流體力學研究#29757
104年 · #29757
102年 - 102 高等考試_二級_水利工程:高等流體力學#32528
102年 · #32528
102年 - 102 公務升官等考試_簡任_水利工程:高等流體力學研究 #32527
102年 · #32527
100年 - 100 公務升官等考試_簡任_水利工程:高等流體力學研究 #32661
100年 · #32661