概要:
水理学実験を行うことにより,水理現象をより深く理解する。併せて実験方法,データ解析,レポートの書き方,工学上の諸問題を解決する思考力・解析能力を養う。また、本実験は、グループにおける各自の役割を遂行する中で、開発型技術者にとって必要な工学的知識(論理)を実験により確認し、実験項目に関する知識を修得することを目標とする。
授業の進め方・方法:
数学および物理学の知識、水理学Iを修得してく必要がある。授業は、水理学IIと並行して行う。情報処理の中で、表計算ソフト(Excel)を用いた発表技術を修得する。
注意点:
「水理学I」の知識を必要とする。水理学実験のできる服装で,実験を通したグループ実験を行う。実験前の準備と実験後の整理はグループで行い、実験結果の計算・考察等は必ず各人行う。レポートの提出期限を厳守すること。疑問点があれば、その都度質問すること。(授業(180分)×7回+授業(90分)×1回)
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
1.実験概要説明 |
全実験項目の概要を理解できる。
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2週 |
2.水理計測の基本 |
□ 水理計算用紙・グラフ用紙の用い方が理解できる。 □ ポイントゲージ・マノメータの取扱い方が理解できる。
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3週 |
2.水理計測の基本 |
□ 水理計算用紙・グラフ用紙の用い方が理解できる。 □ ポイントゲージ・マノメータの取扱い方が理解できる。
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4週 |
3.オリフィスの実験 |
トリチェリーの定理を理解できる。
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5週 |
3.オリフィスの実験 |
トリチェリーの定理を理解できる。
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6週 |
4.浮体の安定実験 |
□ 浮体の喫水を測定し、アルキメデスの原理と浮力の関係を理解できる。 □ 浮体の重心、および浮心を変化させ、浮体の安定条件を理解する。
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7週 |
4.浮体の安定実験 |
□ 浮体の喫水を測定し、アルキメデスの原理と浮力の関係を理解できる。 □ 浮体の重心、および浮心を変化させ、浮体の安定条件を理解する。
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8週 |
5.管水路の実験 |
層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、動水勾配・摩擦及び形状損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
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2ndQ |
9週 |
5.管水路の実験 |
層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、動水勾配・摩擦及び形状損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
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10週 |
5.管水路の実験 |
層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、動水勾配・摩擦及び形状損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
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11週 |
5.管水路の実験 |
層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、動水勾配・摩擦及び形状損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
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12週 |
6.開水路の実験 |
常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、三角堰の流量係数、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
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13週 |
6.開水路の実験 |
常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、三角堰の流量係数、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
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14週 |
6.開水路の実験 |
常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、三角堰の流量係数、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
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15週 |
6.開水路の実験 |
常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、三角堰の流量係数、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
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16週 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | 前5,前7,前11,前15 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 水理 | 津波と高潮の特徴を説明できる。 | 4 | 前15 |
波の基本的性質を説明できる。 | 4 | 前15 |
分野別の工学実験・実習能力 | 建設系分野【実験・実習能力】 | 建設系【実験実習】 | 層流・乱流を観測してレイノルズ数を算出できる。 | 4 | 前11 |
各種の流量測定の方法を理解し、器具を使って実験できる。 | 4 | 前11,前15 |
常流・射流・跳水に関する実験について理解し、実験ができる。 | 4 | 前11,前15 |