111年 專技高考 造船工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）

代號：

01030

111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：電工學（包括電機機械）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、假設某系統之布林代數為 Y( , , , ) A B C D ABCD ABCD ABCD     ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD     ，試求：

•  以卡諾圖化簡後的最簡式。 （ 10 分）

•  畫出最簡式的對應邏輯電路？（ 15 分）

• 二、某運算放大器電路如下，假設運算放大器的供給電壓為 V 15 V   ， V 15 V    ，由負端輸入的電壓 V1 、 V2 、 V3 均為 1 V 或 0 V ，運算放大 器的正端輸入直接接地，請依據下表設計 R1 、 R2 、 R3 及 Rf ？（ 25 分）

R1

R2

R3

Rf

V3

V2

V1

Vout

座號：

三、某交流互感電路如下圖，其中交流電源 cos(2 30 ) s V t    ，互感值 | | 1H M  ，試求：

•  畫出互感電路的等效電路？（ 10 分）

•  流經 R 1 電阻之電流 i 1( t ) 的穩態解？（ 15 分）

i

1(

t

)

R

1 = 1

Ω

L

1 = 2 H

L

2 = 1 H

R

2 = 2

Ω

Vs =

cos(2

t

+30°)

四、一個理想變壓器的一次側輸入電壓為 100 V （有效值） 、電流為 10 A ，二 次側輸出電壓為 10 V （有效值） ，求其一次側線圈與二次側線圈的匝數 比，試以法拉第定理說明變壓器的電壓、電流與匝數比之關係，並求其 二次側的輸出電流？（ 25 分）

代號：

01040

頁次：

2 － 1

111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、空間中三個力向量如下圖所示，長度單位為 m ，試求合力向量對於 G 點 的合力矩向量，以及由這兩個向量形成的扭推（ wrench ）向量之間距 （ pitch ） 。 （ 20 分）

G(5, 0, 1)

(5, 2, 4)F

E(2, 0, 2)

C(2, 0, 4)

D(0, 2, 2)

A(3, 2, 0)

B(0, 2, 4)

y

x

z

• 二、如下圖所示，在地表重力場作用下，重物 A （ 100 kg ）自靜止狀態釋放 後，即進入向下運動的狀態，試求其即將碰撞至地表 B 點時的速度，以 及繫住 A 物的繩索張力。假設木條（ 160 kg ）與斜坡的動摩擦係數 k  為 0.4 ，其他滑輪接觸面的摩擦係數不計。 （ 20 分）

C

A

B

6 m

100 kg

160 kg

30°

μ

k

= 0.4

木條

座號：

• 三、如下圖所示，一個半徑 3 m 的平面圓形剛體，於地面上純滾動，當 AOB 三點連成一條直線，並與地面垂直的一瞬間，其角速度  （ 8 rad/s 順時 鐘）與角加速度  （ 4 rad/s 2 逆時鐘）如箭頭方向所示，試求 B 點的速度 與加速度。 （ 20 分）

O

• 四、如下圖所示，一圓錐台於其長度中點承受一外加扭力 T = 1000 N-m ， 其橫截面半徑由 A 端點的 R = 2c 依線性變化至 B 端點的半徑 R = c ，若 c = 10 cm ，柱長 L=200cm ，兩端點均為固定端（不允許變形） ，且材料 之剪力模數為 75 GPa ，試求在力平衡狀態下，此兩端點分別的反力扭矩， 以及圓錐台長度中點的旋轉角。 （ 20 分）

T

B

2c

A

c

L/2

L/2

• 五、下圖所示為一鋁合金（楊氏模數 E = 70 GPa ，普松比 ν = 0.3 ）薄片受面 內（ in-plane ）應力作用下的局部區域示意圖。假設材料為等向性，依據 x-y 座標系，由實驗已得知 P 點的正向應變（ normal strain ） ε xx = 0.001 ， 正向應變 ε yy = 0.0005 ，剪應變 γ xy = 0 。請問 P 點在 x1-y1 座標系下的正向應 力與剪應力為何？該點的最大剪應力及其所對應之 φ 角為何？（ 20 分）

φ =

30°

y1

x1

x

y

P

代號：

01050

頁次：

2 － 1

111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：流體力學

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

• 

• 

不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、  試以 FLTθ 因次系統，其中 F 代表 force （力） ， L 為 length （長度） ， T 為 time （時間）及 θ 為 temperature （溫度） ，請推導 Reynolds number （雷諾數） Re 的因次；  由於水在圓管壁的毛細管作用，假設水在 30 ℃ 的表面張力 σ = 0.071 N/m ，圓管半徑 R=0.008 m ，水與管壁的接觸夾角 θ = 20° ，水的比重量 γ = 9.8 kN/m 3 ，試求圓管中水的高度 h ，單位 m 。 （ 20 分）

• 二、一半徑 R = 2.5 m 的球體槽內裝天然氣，其比重量γ = 21 N/m 3 ，試求天然 氣作用於 AB 圓球表面 （代表 1/4 球形表面）的  水平分力 FH ，單位 kN ；  合力 FR ，單位 kN 。 （ 20 分）

R

B

A

• 三、假設甲醇（比重 sg = 0.79 ）以速度 V=0.15 m/s 流經一直徑 D = 0.002 m 的圓管，在溫度 T = 30 ℃的黏滯係數 μ = 0.512 × 10 -3 N∙s/m 2 ，維持此流 場為層流流動，試求  此流場的摩擦係數 f ；  若管長 L=16m ，試求經 此管路的壓力降（ pressure drop ） ∆P ，單位 kPa 。 （ 20 分）

座號：

• 四、柴油（比重 sg = 0.85 ）流經一文氏管流量計（ Venturi meter ） ，假設管路 直徑 D1 = 0.3 m ，喉部（ throat ）直徑 D2 = 0.09 m ，若此兩點的壓力降 P1-P2 = 25 kPa ，  請由列出 Bernoulli equation 開始，推導流經此流量計 的體積流率 Q 的關係式，請以（ P1-P2 ） 、 D1 、 D2 、密度 ρ 等參數表示；  試求體積流率 Q ，單位 m 3 /s 。 （ 20 分）

D1

D2

(2)

(1)

• 五、水穩定流經一水平 180° 彎管，進口流速 V1 = 8 m/s ，進口截面積 A1 = 0.06 m 2 ，經過 180° 彎管後出口截面積 A2 = 0.05 m 2 ，進口錶壓力 （ gage pressure ） P1 = 69 kPa ，出口錶壓力 P2 = 47 kPa ，試求將此彎管固 定住所需  在 X 軸的固持力 FAX ，單位 kN ；  在 Y 軸的固持力 FAY ， 單位 kN 。 （ 20 分）

Z

Y

X

P1

P2

A1

A2

V1

V2

代號：

01010

頁次：

1 － 1

111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：造船設計（包括造船原理）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、貨櫃輪與水翼船產生支撐船身重量之力的原理不同，請畫圖分別說明， （ 6 分）並以物理原理解釋其支撐力的組成、產生之原理； （ 8 分）包括如 何計算產生之支撐力的大小。 （ 6 分）

• 二、一般而言，設計搭配特定一艘船的傳統單一螺槳有兩大類方法。

•  如果使用系列螺槳，需要先知道那些設計條件？要如何挑選適當的系 列？請敘述設計步驟。 （ 10 分）

• 如果使用理論螺槳設計方法，需要有什麼工具？請敘述設計步驟。

•  （ 10 分）

• 以上均請說明如何取得各步驟所需的物理量數值。

• 三、請畫出一艘船往前正面迎向連續波浪的樣子，船艏位置恰好在波峰，並 定義船體直角座標系由船舯往前為 +X 方向、往左舷為 +Y 方向、往上為 +Z 方向。

•  請在所繪圖中搭配座標軸畫出船體六個自由度運動的英文名稱與運 動方向。 （ 9 分）

•  這樣的運動情形下，那些自由度的運動容易耦合？為什麼？可在所繪 圖中搭配標記並說明。 （ 6 分）

•  船的橫搖週期應該設計得長或短比較好？為什麼？（ 6 分）

• 四、請分別說明 MARPOL 、 SOLAS 及 MLC 等重要國際公約之中文名稱與 訂定之主要目的。 （ 9 分）

• 五、臺灣有許多客船的需求，包括離島交通船、渡輪、觀光船及遊艇等，

•  請手繪一艘 30 公尺長客船的典型一般布置圖。請由離島交通船或觀 光船擇一，自行決定載客數、航程，並據此目的設計其他合理之主要 尺寸。 （ 20 分）

•  在設計時之考量，除了性能與功能應達成設計目的，以及必須符合法 規要求外，應特別注重與人有關的因素。請詳述至少兩種與人有關的 因素。 （ 10 分）

座號：

代號：

01020

頁次：

1 － 1

111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：輪機學

考試時間：

2 小時

※注意：

 禁止使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、繪圖敘述何謂再熱式與再生式循環（ reheat-regenerative cycle ）？其相對 應之 P-v （壓力 -比容）圖與 T-s （溫度 -熵）圖為何？並請導出其熱效率 η 與各過程點的溫度之關係。 （ 20 分）

• 二、請繪出柴油機展開示功圖，於圖上標示出燃燒過程之四個階段，並說明 各階段之運作情況。 （ 20 分）

• 三、在柴油機中，燃油必須在壓縮行程末期通過燃油噴射系統進入汽缸才能 燃燒。請敘述燃油噴射系統的類型及要求。 （ 20 分）

• 四、船舶燃氣渦輪機之動力系統循環之選擇是否適當，會影響機器之效率進 而影響機器之壽命。請敘述選擇燃氣渦輪機之動力系統循環之基本原則 及影響其熱效率及性能之六項因素。 （ 20 分）

• 五、為提高渦輪機與船用推進器之整體效率，必須在渦輪機與推進器之間裝 設減速裝置。請舉出目前常用的三種減速裝置，並分別敘述其優缺點。 （ 20 分）

座號：

代號：

01060

1 － 1

111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：船體結構學

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

• 

• 

不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、請畫出貨櫃船之舯剖面圖，並依其結構特點進行說明。 （ 25 分）

• 二、船體之盒形龍骨如下圖所示，試計算使盒形龍骨產生最大應力 80 Mpa 時，所需的彎矩 M 之值，並畫出作用在橫截面上的應力分布圖。 （ 25 分）

20 mm

30 mm

30 mm

30 mm

20 mm

M

300 mm

260 mm

• 三、高速船舶之螺槳軸長 30 m ，柴油引擎馬力 2000 kW 、轉速為 1700 rpm 。 若軸之外徑為 200 mm ，管壁厚 10 mm ，請計算螺槳軸之最大剪應力。 （ 25 分）

• 四、依船體肋骨分布形式，繪圖並說明船體橫向架構系統（ Transverse Framing System ）特性。 （ 25 分）

座號：