101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01030 全一張 （正面）

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。

•  本試題之相關公式、物理常數、符號意義及設計參數未提及時，請自行合理推斷與假設。

• 一、以一個等效合力（ Equivalent Resultant Force ）取代圖一中之分布力，求其大小，並 標示其作用位置與 A 點間的距離。（ 10 分）

B

6 m

3 m

A

6 kN/m

圖一

• 二、質量為 45 kg 圓盤靜止在一摩擦係數 μ A =0.2 的平面上，如圖二。若 M=50 N-m ，求 A 點的摩擦力大小？（註： BC 桿之重量不計）（ 10 分）

300 mm

400 mm

A

B

M

C

125 mm

圖二

• 三、如圖三，平台依垂直軸旋轉，其角度位置為： θ =(4t 3 ) rad ， t 為時間，單位為秒。此時 有一圓球順著凹槽向外移動，其位置可以 r =(0.1t 3 ) m 表示。求 t =1.5 sec 時，球的速 度與加速度？（ 15 分）

r

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01030 全一張 （背面）

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）

四、如圖四， A 為圓週運動， B 為向右橫向運動。求該瞬間輪與連桿之角加速度為何？ （註： A 點在輪之正上方）（ 20 分）

υ

B

=0.15 m/s

aB

=0.075 m/s

2

A

B

500 mm

125 mm

• 五、直徑 50 mm 實心鋼材，兩端固定，受扭力旋轉，如圖五所示；求最大剪應力大小與 位置？（註：設鋼材之剪力模數 G 為常數）（ 15 分）

A

B

C

0.4 m

0.8 m

300 N-m

六、樑受力條件如圖六所示，使用面積力矩法（ Moment Area Method ）求受力 B 點位移 與轉角？（設 EI 為常數）（ 15 分）

A

B

C

2

a

a

x

2

x

1

P

A

七、利用莫爾圓作圖，說明圖七受力狀況之主軸應力（ Principal Stresses ）大小與方向。 （ 15 分）

45 MPa

30 MPa

60 MPa

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01050 全一張 （正面）

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。

•  本試題之相關公式、物理常數、符號意義及設計參數未提及時，請自行合理推斷與假設。

• 一、給定二維速度場 j y i x v u V r r r ) 0.8 (1.5 ) 0.8 (0.5 ) , ( -+ + = = （速度單位：公尺 / 秒），其 中 ( x , y ) 為二維卡氏座標， ( u , v ) 為 x 及 y 方向之速度分量。

•  請說明此速度場是否為不可壓縮流（ incompressible flow ）。（ 5 分）

•  請說明此流場是否為穩態（ steady ）。（ 3 分）

•  求出流線函數，並繪出 0 ≤ x ≤ 5 ， -1 ≤ y ≤ 5 範圍內之流線示意圖。（ 12 分）

• 二、直徑 5 cm 的水柱以 30 m/s 的速度正向衝擊一移動之垂直平板，衝擊後水沿著板面均 勻散開，平板之移動速度為 10 m/s ，移動方向與衝擊方向相同，試求初始衝擊瞬間，平 板所受之作用力是多少？假設動量修正因子為 1 ，流體密度為 ρ =1000 kg/m 3 。（ 20 分）

• 三、考慮穩態、二維、不可壓縮的速度場 j y i x v u V r r r 5) 2 ( 1) (2 ) , ( + + -+ = = ，其中 ( x , y ) 為 二維卡氏座標， ( u , v ) 為 x 及 y 方向之速度分量。（註：重力方向垂直於 xy 平面）

•  請寫出 Navier-Stokes 方程式。（ 5 分）

•  試求此速度場之壓力 P ( x,y ) 為何？（ 15 分）

• 四、考慮水平且半徑 R =2 cm 之圓管，管內充滿不可壓縮、黏性為 μ =1.138 × 10 -3 kg/m ． s 、密 度為 ρ =999.1 kg/m 3 之流體，當管內流況為完全發展之層流（ fully-developed laminar flow ）時，其管內速度分布為 4(1 -r 2 / R 2 ) （單位： m/s ），如圖所示。試求：

•  管內平均速度及體積流率（ volume flow rate ）。（ 10 分）

•  管內每公尺之壓力降（ pressure drop ）。（ 10 分）

R

=2 cm

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

=

2

2

1

4

)

(

R

r

r

u

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01050 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 造船工程技師

科 目： 流體力學

• 五、考慮二維邊界層（ boundary layer ）沿著一薄的平板成長，如圖所示。邊界層厚度 （ boundary layer thickness ） δ 僅是座標 x 的函數，自由流場速度（ free stream velocity ） 為 V ∞ ，流體密度是 ρ ，黏性係數是 μ 。請以重複變數法（ method of repeating variables ） 推導出邊界層厚度 δ 與其他參數之無因次關係（ dimensionless relationship ）。假設 ρ 、 V ∞ 和 x 為重複參數。（ 20 分）

y

V

∞

ρ

,

μ

x

δ

(

x

)

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01060 全一張 （正面）

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。

一、請就圖一之電路，回答下列問題：

•  R 值應為何，方能使其接收到最大功率？（ 9 分）

•  此最大功率為何？（ 6 分）

圖一

24V

4

Ω

4

Ω

5 A

4

Ω

24 V

4

Ω

5 A

R

R

• 二、有一 60Hz 單相交流電路如圖二所示，其負載細節未知，僅知電源之電壓與供給負 載之電流（如圖二所標示）。試回答下列問題：

•  繪出此電路之功率三角形（ power triangle ），並標示數值與單位。（ 7 分）

•  該電路功率因數（ power factor ）為何？（ 5 分）

•  若欲將功率因數修正到 0.866 滯後（ lagging ），則該負載需並聯之電容值為何 （數值與單位）？（ 8 分）

圖二

負載

I

＝

14.1

∠

-55

°

A

V

＝

155.5

∠

0

°

V

負載

V

=155.5

∠

0° V

I

=14.1

∠

-55° A

• 三、就圖三之電路，試回答下列問題：  在 t =25 ms 時之電感電壓 VL 值為何？（ 8 分）  需多少時間方能使流經電感之電流 I L 達到 100 mA ？（ 7 分）

圖三

470

Ω

t

＝

0

20

Ω

0.6H

36V

100

Ω

IL

VL

_

100

Ω

0.6 H

20

Ω

I

L

VL

470

Ω

36 V

t

=0

（請接背面）

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01060 全一張 （背面）

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）

• 四、一台三相感應馬達，其銘版（ nameplate ）於 60 Hz 操作頻率、滿載狀況時，所示各 項參數值如下：輸出功率 1 hp （以 746 W 計）、極數 4 極、轉速 1720 rpm 、電壓 220 V 、電流 2.9 A 以及效率 85% 。試求此馬達在滿載狀況下之：

•  滑差率（ slip rate ）。（ 5 分）

•  輸入至馬達之實功率（ real power ）。（ 8 分）

•  功率因數。（ 9 分）

五、試求圖四放大器電路中之 Vout 。（ 10 分）

圖四

Vout

15 k

Ω

3 k

Ω

3 k

Ω

0.2 V

0.5 V

0.2 V

0.5 V

3 k

Ω

3 k

Ω

15 k

Ω

Vout

六、試求圖五電路之實功率。（ 18 分）

圖五

j2

Ω

1

Ω

1

Ω

1

Ω

90

∠

-120

°

V

90

∠

120

°

V

90

∠

0

°

V

j2

Ω

j2

Ω

90

∠

-120° V

90

∠

120° V

90

∠

0° V

j

2

Ω

1

Ω

1

Ω

1

Ω

j

2

Ω

j

2

Ω

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01010 全一頁

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：

 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。

• 一、試繪圖說明船舶定傾高（ GM ）大於零時，船受外力向一邊橫傾時，為何有自動回 復至正扶（ upright ）之能力？（ 20 分）

• 二、何謂船殼影響係數 H η （ hull influence coefficient ）？（ 10 分）其中的艉跡流係數（ wake fraction ） w 以及推減係數（ thrust deduction fraction ） t 各代表何意義？（ 10 分）

• 三、試敘述 20 ° - 20 ° Z 形試驗（ zig-zag test ）之過程，並繪圖表示之。（ 10 分）該試驗過 程之超越角（ overshoot angle ）大小所代表的意義為何？（ 10 分）

• 四、試說明穩定翼（ anti-rolling fin ）的作動原理。（ 10 分）排水型商船、滑航快艇、圓舟必 型（ round bilge ）高速排水型船中，那一類船型最需要穩定翼？原因為何？（ 10 分）

• 五、作船舶基本設計，在決定船舶之船長船寬比（ L/B ）以及船寬船吃水比（ B/T ）二個 主要船型參數時，除了考慮造價外，還須考慮那些船舶基本性能（包含經濟性、安 全性及操作限制等）？請分別說明這二個主要船型參數與這些基本性能、造價的定 性關係。（ 20 分）

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01020 全一頁

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。

• 一、早期所謂的「輪機」是指船舶推進設備，現代所謂的「輪機」範疇更為廣泛，是指 船舶動力裝置。請問船舶動力裝置包含那些？請簡述之。（ 10 分）

• 二、二衝程柴油機之衝程缸徑比增大後，請問採用何種掃氣方式較有利於實現單獨廢氣 渦輪增壓？請簡述之。（ 15 分）

• 三、請簡述現代柴油機電子控制噴油系統的特點及其基本組成。（ 15 分）

• 四、多級衝動式蒸汽渦輪機有時會同時採用複速級（或速度級）與衝動級，請問何謂複 速級？並請簡述複速級的特點。（ 20 分）

• 五、何謂燃氣渦輪機的比功？為何說它是表徵燃氣渦輪機尺寸和重量的參數？為什麼中 間冷卻循環能提高比功？請簡述之。（ 20 分）

• 六、現代化船舶上液壓甲板機械的應用最為廣泛，請簡述液壓傳動系統的基本組成。 （ 20 分）

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01040 全一張 （正面）

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。

• 一、船體結構常用材料主要有鋼材、鋁材與複合材料三大類，請就其材料彈性係數（ elastic modulus ）、強度（ strength ）、伸長率（ ductility ）、韌性（ toughness ）、彈性能量 （ resilience ）、腐蝕（ corrosion ）進行說明，並比較其優劣。（ 20 分）

• 二、在靜水條件下，船體總重量需等於船體總浮力。請就一船體幾何為船艏與船艉尖細、 船舯肥胖形狀，分別說明並繪製船體之重力曲線、浮力曲線、剪力曲線及彎矩曲線。 （ 20 分）

• 三、圖 1 所示為一貨櫃船舯剖面圖，請說明貨櫃船裝載內容、使用方式、船體結構承受 負荷、結構強度設計考量重點為何？（ 20 分）

貨櫃

貨櫃

貨櫃

貨櫃

導槽角鐵

雙重底艙

支柱

艙 口 蓋

翼

艙

櫃

翼

艙

櫃

• 四、一水中圓柱狀空心潛體，其兩側各與一半球狀空心殼體接合（圖 2 ），此空心潛體 承受水壓 p 作用，假設殼體厚度為 t ，半徑為 r 。試求圓柱狀空心殼體所承受之軸向、 圓周方向之正向應力、剪應力為何？半球狀空心殼體所承受之正向應力、剪應力為 何？此空心潛體承受之最大正向應力、最大剪應力為何？（ 20 分）

t

t

r

空心球體

r

空心圓柱體

座號：

101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01040 全一張 （背面）

等 別： 高等考試

類 科： 造船工程技師

科 目： 船體結構學

• 五、若將船體結構視為一樑結構，請依據樑之彎曲理論、剪切理論及扭轉理論，簡易計 算並說明圖 3 所示船體舯剖面各結構元件 A1 、 A2 、 A3 對彎曲強度、剪切強度及扭 轉強度之重要性（設船寬 B 、船高 H 、板厚 t ）。（ 20 分）

A1

A2

A3