概要:
水理学は都市・環境系の主要な科目の一つで、基礎的な分野であると同時に、流体力学の実用面への応用に取組む学問である。河川・水資源工学、海岸・港湾工学、環境衛生工学等の水工学の基礎となっている。
授業の進め方・方法:
授業は,前回の授業内容の理解度と予習状況の確認の小テスト・教員による説明・演習で構成します.また,到達目標に対する達成度試験を複数回実施します.
成績は定期試験(50%),平素の学習状況(課題・小テスト・達成度試験を含む:50%)
注意点:
教科書、筆記用具、電卓を準備すること.
提出された課題は、目標が達成されていることを確認するものである。常に予習・復習し、課題に取組むこと.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
0.授業の進め方 1.水の物性(1) ①次元と単位,圧力 |
水理学で用いる次元や単位系について説明できる.
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2週 |
1.水の物性(2) ②水の物理的な性質 |
水の基本的な性質について説明できる.
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3週 |
2.静水力学(1) ①静水圧(静水圧の性質・水圧機) |
静水圧の表現、強さ、作用する方向について説明できる. 水圧機(パスカルの原理)について説明し計算できる.
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4週 |
2.静水力学(2) ①静水圧(静水圧を利用した測定機) |
静水圧の測定方法(マノメータ)について説明し計算できる.
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5週 |
2.静水力学(3) ①静水圧(静水圧の性質と測定に関する演習) |
静水圧の性質と測定方法に関する基本的な問題が解ける.
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6週 |
2.静水力学(4) ①静水圧(鉛直な平板に働く静水圧、演習) |
鉛直な平面に作用する全水圧の大きさと作用点を計算できる.
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7週 |
2.静水力学(5) ①静水圧(傾斜平板に働く静水圧、演習) |
傾斜した平板に作用する全水圧の大きさと作用点を計算できる.
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8週 |
2.静水力学(6) ①静水圧(曲面に作用する静水圧、演習) |
曲面に作用する全水圧の大きさと作用点を計算できる.
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2ndQ |
9週 |
2.静水力学(7) ①静水圧(全水圧に関する演習) |
平面と曲面に作用する全水圧の大きさと作用点を計算できる.
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10週 |
2.静水力学(8) ②浮体の安定問題(浮力と浮心,浮体の釣り合い,浮体の安定) |
浮力と浮体の安定について説明できる.
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11週 |
2.静水力学(9) ②浮体の安定問題(演習) |
浮力と浮体の安定を計算できる.
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12週 |
2.静水力学(10) ③相対的静止(等圧面・直線運動における相対静止の問題) |
相対的静止状態の水面形を求めることができる.
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13週 |
2.静水力学(11) ③相対的静止(回転体の水面形) |
相対的静止状態の水面形を求めることができる.
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14週 |
3.流れの基礎理論(1) ①流れの水理量(流体の分類,流量と流速,流れの分類) |
基本的な流体の分類や流量や流速を説明することができる.
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15週 |
3.流れの基礎理論(2) ①流れの水理量(流線と流跡線・流菅,演習) |
流線と流跡線を説明でき,基本的な問題を解くことができる.
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16週 |
前期定期試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
3.流れの基礎理論(3) ②流れの連続式とその応用(連続の式,演習) |
連続の式を説明でき,基本的な問題を解くことができる.
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2週 |
3.流れの基礎理論(4) 流れの水理量と連続の式に関する演習 |
連続の式を説明でき,基本的な問題を解くことができる.
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3週 |
3.流れの基礎理論(5) ③運動方程式とその応用(ベルヌーイの定理とその適用) |
水理学におけるエネルギー保存則を説明することができる.
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4週 |
3.流れの基礎理論(6) ③運動方程式とその応用(ベルヌーイの定理に関する演習) |
ベルヌーイの定理を利用して基本的な問題を解くことができる.
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5週 |
3.流れの基礎理論(7) ③運動方程式とその応用(ベルヌーイの定理に関する演習) |
ベルヌーイの定理を利用して基本的な問題を解くことができる.
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6週 |
3.流れの基礎理論(8) ③運動量保存則とその応用(運動量と運動量保存則) |
水理学における運動量保存則を説明することができる.
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7週 |
3.流れの基礎理論(9) ③運動量保存則とその応用(運動量保存則の応用) |
運動量保存則を利用して基本的な問題を解くことができる.
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8週 |
3.流れの基礎理論(10) ③運動量保存則とその応用(運動量保存則の応用,演習) |
運動量保存則を利用して基本的な問題を解くことができる.
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4thQ |
9週 |
4.流れの計測と相似則(1) ①流量の測定(堰の流出公式) |
刃型ぜきのせきの流出公式を理解し,計算ができる.
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10週 |
4.流れの計測と相似則(2) ②相似則(レイノルズの相似則・フルードの相似則) |
相似則を理解し,基本的な問題が解ける.
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11週 |
4.流れの計測と相似則(3) ③次元解析 |
次元解析の方法を理解し,基本的な問題を解くことができる.
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12週 |
5.管路の流れ(1) ①層流と乱流の流れ(流れの性質,レイノルズ数) |
層流と乱流の流れの性質を理解し,判別ができる.
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13週 |
5.管路の流れ(2) ②摩擦損失水頭と平均流速公式 |
実用公式を利用して摩擦損失水頭を計算できる
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14週 |
5.管路の流れ(2) ②摩擦損失水頭と平均流速公式(演習) |
実用公式を利用して摩擦損失水頭を計算できる
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15週 |
5.管路の流れ(2) ③局所損失水頭 |
管水路の摩擦以外の損失係数について、説明できる。
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16週 |
後期定期試験 |
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