到達目標
用語を理解し説明できること。 層流・乱流および常流・射流の分類を理解し、説明・判定できること。 様々な断面に対する限界水深が計算できること。管路におけるエネルギ消耗を理解し、流量が計算できること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 層流・乱流および常流・射流の分類を理解し、説明・判定できる | 層流・乱流および常流・射流の分類を概ね理解できる | 層流・乱流および常流・射流の分類を説明・判定できない |
| 評価項目2 | 様々な断面に対する限界水深が計算できる | 様々な断面に対する限界水深の計算方法を概ね説明できる | 限界水深の計算ができない |
| 評価項目3 | 管路におけるエネルギ消耗を理解し、流量が計算できる | 管路におけるエネルギ消耗を概ね理解し、流量が計算できる | 管路における流量が計算でない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
人類の歴史は河や海と深く関わっている。水は生命を維持するために無くてはならないものであり、生活用水、農業用水、工業用水などに利用し、生活を豊かなものにしている。しかし、時として洪水、津波、土石流などのように生命、財産を奪うこともある。水理学は河川改修、海岸堤防、上下水道、ダム、各種水利施設などの設計に用いられる。この授業では水の運動に関する基本的概念と原理につて説明し、その基本的性質を学ぶ。水とはどのような物理的性質のものか理解すること、流体の基礎式を導き、いろいろな条件で考察できることが目標となる。
授業の進め方・方法:
3年生の水理学Ⅰの続きである。微小要素に働く力や運動量の釣り合いから基本式を導き、境界条件から解を求めて考察する。流れは乱れているかどうかで層流と乱流に、時間的に変化しているかどうかで定常流と非定常流に、自由表面があるかどうかで管水路と開水路に区分され、その状況で流れの様子はかなり異なる。そこで、エネルギ消耗の概念を導入して工学的に重要である様々な流れ、特に管水路について解説する。適宜演習課題がある。
注意点:
授業計画の各項目の内容について説明し、演習問題、課題により理解を深める。数学的な記述が多いので、基礎数学や微分積分学を理解しておく必要がある。計算問題が多いので関数電卓は必携である。演習では各自の理解度を自覚できる。建設技術者にとっては基礎的科目となる。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
攪乱の伝播・常流・射流・フルード数・比エネルギと限界水深
いろいろな断面に対する限界水深
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| 2週 |
跳水現象
層流と乱流、損失ヘッド、粘性
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| 3週 |
層流 ｸｴｯﾄ流れ、ﾊｰｹﾞﾝ･ﾎﾟﾜｽﾞﾕ流れ(平行平板)
ﾊｰｹﾞﾝ･ﾎﾟﾜｽﾞﾕ流れ（円管）
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| 4週 |
摩擦抵抗係数と層流
演習
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| 5週 |
乱流の速度変動と混合距離・渦動粘性係数
管路乱流における流速分布の対数則
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| 6週 |
乱流の摩擦抵抗
滑らかな管の流量
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| 7週 |
粗い管・遷移粗面管
適用条件の決定－管径の問題
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| 8週 |
到達度試験
（答案返却とまとめ）
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| 2ndQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 30 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 70 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |