普考申論題
110年
[水利工程] 流體力學概要
第 二 題
📖 題組：
一洩水閘門寬 3 m，已知流量為 6 m3/sec，上遊之水深 y1=2 m，並忽略底床面之摩擦阻力，ρw=1000 kg/m3。
(一)下游之水深（y2）為何？（15 分）
(二)閘門之受力為何？（10 分）
一洩水閘門寬 3 m，已知流量為 6 m3/sec，上遊之水深 y1=2 m，並忽略底床面之摩擦阻力，ρw=1000 kg/m3。
(一)下游之水深（y2）為何？（15 分）
(二)閘門之受力為何？（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
閘門之受力為何？
思路引導 VIP
計算閘門受力需使用「動量方程式（Momentum Equation）」。
- 控制體積：選取閘門前後斷面為控制體積。
小題 (一)
下游之水深（y2）為何？
思路引導 VIP
這題是關於開渠水流中「洩水閘門」的水力計算。
- 基本假設：忽略底床摩擦且距離短，能量在通過閘門時守恆（伯努利方程式，忽略局部損失）。
閘門受力與動量守恆
💡 運用動量方程式平衡靜水壓力與動量變化量，求取結構受力。
🔗 閘門受力分析解題鏈
- 1 斷面流速計算 — 依 Q=VA 算出 V1 與 V2
- 2 靜水壓力計算 — 依 P=1/2γy²W 算兩側合力
- 3 動量守恆求解 — P1 - P2 - F = ρQ(V2-V1)
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🔄 延伸學習：延伸學習：若考慮底床摩擦力，需在 ΣF 項中加入阻力項。
