高考申論題
112年
[水利工程] 流體力學
第 二 題
📖 題組:
如下圖,兩平板之間充滿潤滑油,其速度分布為 u = (3V/2)[1-(y/h)^2]
如下圖,兩平板之間充滿潤滑油,其速度分布為 u = (3V/2)[1-(y/h)^2]
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (二)
若潤滑油之動力黏滯係數 0.62 N-s/m2,在兩平板中央處(y = 0)剪應力為何?(10 分)
思路引導 VIP
看到此類求特定位置剪應力的題目,應直覺聯想到「牛頓黏性定律」(\tau = $\mu \frac{du}{dy})$。解題關鍵在於對已知的速度分布函數對 y 進行微分以求得速度梯度,再將目標座標 (y=0) 代入即可。從物理直覺上也能預先判斷:中央處速度達到最大值,其速度梯度為零,故剪應力必為零。
小題 (一)
其中 V = 2 cm/s,h = 1.0 cm,求平板處(y = h)之速度梯度為何?(15 分)
思路引導 VIP
本題測驗速度梯度的基本定義,亦即流速對垂直於流動方向座標的空間導數。解題時直接將給定的速度分佈函數 u(y) 對 y 進行微分,求出梯度通式後,再代入指定位置 (y=h) 及給定數值即可。