第 五 題

此題探討的是非恆定流中的「湧浪(Surge)」問題。首先，將非恆定流轉為恆定流的技巧是：將觀察者的座標系建立在以波速 $u_w$ 移動的湧浪前緣上。在此相對座標下，水流看似從右側（下游區）以速度 $u_w - u_2$ 流入，並從左側（上游區）以速度 $u_w - u_1$ 流出（這裡需注意絕對速度的方向）。

1. 讀取已知條件：下游(區段2)水深 $y_2 = 2\text{m}$，流速 $V_2 = 1\text{m/s}$。上游(區段1)因流量為三倍，即單位寬度流量 $q_1 = 3 \times (2 \times 1) = 6\text{m}^3/\text{s/m}$，故 $u_1 h_1 = 6$。