第1題
於一自由含水土體之地表面有穩定降雨強度i (mm/hr),若無地表逕流產 生,給定土壤之水力傳導度K、上游水位h2、下游水位h1、土體長度L, 且土體內滲流符合達西定律(Darcy’s Law)。 推求土層中之地下水面線剖面h(x)。(15 分) 推求土層中之寬流量q(x)。(10 分)
民國110年 高考三級 機械工程 流體力學收錄考選部官方試題,共 4 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。
於一自由含水土體之地表面有穩定降雨強度i (mm/hr),若無地表逕流產 生,給定土壤之水力傳導度K、上游水位h2、下游水位h1、土體長度L, 且土體內滲流符合達西定律(Darcy’s Law)。 推求土層中之地下水面線剖面h(x)。(15 分) 推求土層中之寬流量q(x)。(10 分)
說明自由水面及底床邊界分別為流線之條件為何?(10 分) 流場之流況為穩定流或均勻流之判別方程式為何?分別以管流舉例 說明穩定流而非均勻流,及均勻流而非穩定流之實際流況。(15 分)
二維尤拉方程式(Euler equation)表示如下: ( ) u u u p z u w t x z x ( ) w w w p z u w t x z z 其中u 與w 分別為x(水平方向,向右為正)與z(垂直方向,向上為 正)二個方向的速度分量,t 為時間, 為流體密度,p 為壓力, g ( ) 為單位重,g 為重力加速度。一矩形(水平長L,高H)半滿油槽在固定 水平加速度為ax(>0),及固定垂直加速度為az(>0)作用下,並假定油槽內 流體各位置之加速度皆相同。 由以上公式推求油槽內液面坡度為何?(15 分) 油槽內最大壓力位於何處?其值為何?(10 分) i (mm/hr) h2 h1 自由含水土體 L h(x) y x 不透水層
渠道中設置一寬頂堰(broad-crested weir),B 為堰之長度,已知其單寬 流量為q(m2/s),其下游邊緣為自由跌水(free overfall),即此處渠底與空 氣接觸。 試求寬頂堰均勻段之臨界水深(critical depth)yc。(10 分) 試求寬頂堰下游端之邊緣水深(brink depth)yb。(15 分)