普考申論題
115年
[水利工程] 流體力學概要
第 四 題
一條寬 4 m 的方形渠道，流量及正常水深分別為 6 m3/s 與 0.4 m，該渠道下游坐落一個水壩，其壩體高度為 0.25 m，解釋說明該流量在壩體前是否會發生水躍（hydraulic jump）現象。（20 分）
📝 此題為申論題
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這是一道明渠流流態分析題。判斷是否發生水躍的關鍵步驟有兩步：1. 計算上游正常水深狀態下的福祿數（Froude Number），確認水流是超臨界還是亞臨界流。2. 分析下游壩體的「控制效應」（壅水現象），壩體會使水深抬高迫使水流成為亞臨界流。若上游是超臨界，下游被迫變為亞臨界，必然會發生水躍來消散多餘的能量。
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【考點分析】 考查明渠流（Open Channel Flow）之福祿數（Froude Number）計算與流態判別，以及水躍（Hydraulic Jump）產生的物理條件。 【理論/法規依據】
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