水理学Ⅱ

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 水理学Ⅱ
科目番号 0019 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 創造工学科(都市・環境系共通科目) 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:神田佳一編著「PEL水理学」実教出版/参考図書:日野幹雄「明解水理学」丸善,大西外明「最新水理学Ⅰ・II」 森北出版,早川典生「水工学の基礎と応用」彰国社,荒木正夫・椿東一郎「水理学演習上巻」森北出版, Andrew L. Simon, Scott F. Korom , “Hydraulics”, Simon Pubns
担当教員 八田 茂実

到達目標

1. 層流と乱流の流れの性質を理解し,層流と乱流の流速分布・損失水頭に関する問題が解ける.
2. 管水路の流量や水圧,損失水頭の計算ができる.
3. 開水路の常流・射流の判別ができ,流れの特徴を説明できる.
4. 開水路の等流計算ができ,不等流の水面形の概形を描くことができる.
5..Eulerの運動方程式を説明できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
1. 層流と乱流の流れの性質を理解し,乱流の流速分布・損失水頭に関する問題が解ける.1. 層流と乱流の流れの性質を理解し,乱流の流速分布・損失水頭に関する問題が解ける.層流と乱流の流れの性質を知り,乱流の流速分布・損失水頭に関する基本的な問題が解ける.層流と乱流の流れの性質を理解していない. 乱流の流速分布・損失水頭に関する基本的な問題を解けない.
2. 管水路の流量や水圧,損失水頭の計算ができる.管水路の流量や水圧,損失水頭の計算ができる層流と乱流の流れの性質を知り,層流と乱流の流速分布・損失水頭に関する基本的な問題が解ける.層流と乱流の流れの性質を理解していない. 層流と乱流の流速分布・損失水頭に関する基本的な問題を解けない.
3. 開水路の常流・射流の判別ができ,流れの特徴を説明できる.開水路の常流・射流の判別ができ,流れの特徴を説明できる.開水路の常流・射流の判別ができ,これらに関する基本的な問題が解ける.開水路の常流・射流の判別ができない. 常流・射流に関する基本的な問題が解けない.
4. 開水路の等流計算ができ,不等流の水面形の概形を描くことができる.開水路の等流計算ができ,不等流の水面形の概形を描くことができる.開水路の等流計算ができ,一様水路の不等流の水面形の概形を描くことができる.開水路の等流計算ができない.一様水路の不等流の水面形の概形を描くことができない.
5.Eulerの運動方程式を説明できる。Eulerの運動方程式を説明できる。Eulerの運動方程式を知っている.Eulerの運動方程式が何かわからない.

学科の到達目標項目との関係

Ⅰ 人間性
Ⅱ 実践性
Ⅲ 国際性
CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力
CP4 他者を理解・尊重し,協働できるコミュニケーション能力と人間力

教育方法等

概要:
4年次の水理学では,3年次までに習得した水理学の知識に立脚して,管水路・開水路における流体の諸現象を理解し,工学上必要となる基礎的な知識を習得します.
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.
この科目は学修単位科目のため,事前・事後学習として課題・演習などを実施し,評価の対象とします.
成績は達成度試験(60%),平素の学習状況(課題・小テストを含む:40%)
注意点:
授業で使用する資料は予めBlackboard上にあげていますので,必ず予習してください.
また,授業で配布される演習課題・予習により自学自習に取り組むこと(60時間の自学自習が必要です).
予習を前提として授業を進めます.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 管水路の流れ(1):単線管路の損失水頭 単線管路の損失水頭に関する基本的な問題を置くことができる.
2週 管水路の流れ(2):バイパス管路と分岐管(1) 複雑な管水路の損失水頭や流量を計算することができる
3週 管水路の流れ(3):流水による仕事,管水路の演習 発電量やポンプの動力に関する基本的な問題を解くことができる
4週 層流と乱流(1):層流と乱流の流れ 層流の流速分布について理解している.
5週 層流と乱流(2):層流と乱流の流れ 流体摩擦(レイノルズ応力、混合距離)を理解している.
6週 層流と乱流(3):円管内の乱流 円管内の乱流の流速分布・損失水頭について理解している..
7週 層流と乱流(4):円管内の乱流 円管内の乱流の流速分布・損失水頭について理解している.
8週 開水路の流れ(1):比エネルギーと限界水深 比エネルギーと限界水深について説明できる.
2ndQ
9週 開水路の流れ(2):常流と射流 常流と射流について説明できる.
10週 開水路の流れ(3):比力と跳水 跳水現象について説明できる.
11週 開水路の流れ(4):演習
常流と射流に関する基本的な問題を解くことができる
12週 開水路の流れ(5):開水路流れの基礎方程式と等流 開水路流れの基礎方程式について理解し,等流に関する基本的な計算ができる。
13週 開水路の流れ(6):開水路不等流の基礎方程式と水面形 開水路不等流の基礎方程式について理解しし,説明できる.
14週 開水路の流れ(7):演習
不等流の水面形の概形を描くことができる.
15週 完全流体の運動方程式
完全流体の運動方程式(Eulerの運動方程式)を説明できる。
16週

評価割合

小テスト課題達成度試験合計
総合評価割合251560100
基礎的能力20104070
専門的能力552030
分野横断的能力0000