申論 1一光滑表面的球體在靜止的水中釋放沉降,該球體比重為1.02,直徑為30公分,若阻力係數(drag coefficient)為0.5。㈠試計算球體的終端速度。(20分)㈡若球體表面是粗糙的,其終端速度會較光滑球面者大或小?為什麼?(5分)
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弱點分析
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申論 2某一大型風渦輪機擬在大型風洞中進行模型實驗,設現場風速為50 km/h,模型的幾何比例尺為1:15,因風洞尺度夠大,且為降低空氣的壓縮性效應,故用相同的原型風速來進行模型試驗。㈠若原型風機的轉速為5 rpm,試決定試驗模型的風機轉速?(10分)㈡若測量出模型的風機輸出功率為2.22 kW,試計算原型的風機輸出功率?(15分)
申論 3如下圖所示,渠道中設置一閘門,渠道寬度為4 m,上游水深維持在6 m,下游水深維持在20 cm,假設不計摩擦及能量損失,試求水流作用於該閘門的力量。(25分)閘門水
申論 4二維尤拉方程式(Euler equation)表示如下:puuu(uw)xtxzpwwwg(uw)ߩztxz其中u與w分別表示在x與z二個方向的速度分量,g為重力加速度,p為壓力,為流體密度,t為時間。若考慮流場為穩定流(steady)、非旋性(irrotational)且流體具不可壓縮性,試推導出柏努利方程式(Bernoullip1 (equation)為:u2w2)gz常數。(25分)