普考申論題
107年
[水利工程] 流體力學概要
第 五 題
五、若採用標準空氣的風洞測試，來決定飛艇的升力和阻力值。假設在滿足雷諾數相似（Reynolds number similarity）的情況下，採用和原型相同尺度的模型試驗進行測試，在對應於飛艇以 24 km/h 的速度於海水中航行，試算需求的風洞速度（空氣的運動黏性滯度為 1.46×10^-5 m2/s，海水的運動黏性滯度為 1.17×10^-6 m2/s）。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題的核心考點是模型試驗的「動力相似性」，特別是「雷諾數相似」。解題流程非常直接：寫出雷諾數的定義式，令模型（空氣）與原型（海水）的雷諾數相等。因為題目給定模型與原型尺度相同（長度比例為1），所以可以直接約去長度變數。剩下的就是將原型的速度乘上兩者運動黏滯度的比例，即可求得模型測試所需的風速。建議可以將最終答案轉換為 m/s 或保留 km/h，只要單位清楚即可。
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【考點分析】 本題考查流體力學中的「因次分析與相似性」，具體應用為維持流場動態相似的「雷諾數相似（Reynolds Number Similarity）」條件。 【理論/法規依據】
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