課程名稱︰流體力學
課程性質︰系定必修
課程教師︰吳富春
開課學院：
開課系所︰生工系
考試日期（年月日）︰96/12/24
考試時限（分鐘）：100
是否需發放獎勵金：是
（如未明確表示，則不予發放）
試題 :
流體力學第二次平時考
96.12.24
1.利用六種不同液體及不同管徑進行流管實驗，得到的實驗結果如下表所示。
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Diameter Velocity Viscosity Density Wall Shear
mm m/s mPa．s kg/m^3 Pa
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300 2.26 862.0 1247 51.2
250 2.47 431.0 1031 33.5
150 1.22 84.3 907 5.41
100 1.39 44.0 938 9.67
50 0.20 1.5 861 0.162
25 0.36 1.0 1000 0.517
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(1)試利用白金漢π定理分析無因次剪應力與無因次參數之函數關係式，並由所得結果說
明管流實驗須遵守哪一種相似率
(2)試根據第(1)小題答案，繪出無因次剪應力(y軸)與無因次參數(x軸)之關係圖，並由所
得結果判斷流況轉變發生之無因次參數範圍為何？
(3)試推論第(2)小題之流況轉變是從哪一種流況轉變到哪一種流況？並說明理由。
2.有一二維勢能流，其y方向流速 v = x^2 - y^2，試求：
(1)x方向流速 u = ?
(2)速度勢能 Φ = ?
(3)試繪出所有 Ψ = -1 之流線，並標示其流向。
3.有一矩形斷面之風洞如圖所示，空氣經收縮段進入測試段，形成亂流邊界層。在測試段
起點 x1 與終點 x2 測得邊界層厚度分別為 δ1 = 3cm 與 δ2 = 6cm，邊界層內流速
分布符合 u/U = (y/δ)^1/6，已知測試段長度 2m，寬度 0.6m，空氣大氣壓力，黏滯
性係數 ν = 1.5×10^-5 m^2/s，密度 ρ = 1.2 kg/m^3，流速 U = 12 m/s。試求作用
於測試段底牆總摩擦力 Fd 為若干 N ？
4.有一傾斜平板與水平之夾角α，有一層厚度為 h 之油液薄膜沿平板滑動(如圖所示)，試
利用連續方程式、N-S 方程式及邊界條件推導：(1)油液薄膜中之壓力分布，及(2)油液
薄膜中之流速分布。﹝請使用座標(s,y,n)，流速分量分別為(us,v,un)﹞
第三題的圖在
Mc Graw Hill出版的Fluid Mechanics中p.543 figure 10-132
第四題的圖在
p.465 figure p9-89
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◆ From: 220.137.47.61
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