到達目標
用語を理解し説明できること。管路のネットワークにおける流量が計算できること。 開水路の水深、流量、 エネルギの関係を理解すること。 一様断面の開水路の水面形を描けること。
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 | 管路のネットワークにおける流量が計算できる | 管路のネットワークにおける流量が概ね計算できる | 管路のネットワークにおける流量が計算できない |
評価項目2 | 開水路の水深、流量、 エネルギの関係を理解している | 開水路の水深、流量、 エネルギの関係を概ね理解している | 開水路の水深、流量、 エネルギの関係を理解していない |
評価項目3 | 一様断面の開水路の水面形を描くことができる | 一様断面の開水路の水面形を概ね描くことができる | 一様断面の開水路の水面形を描くことができない |
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:
4年生の水理学Ⅱ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、特に管水路と開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 |
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2週 |
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3週 |
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4週 |
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5週 |
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6週 |
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7週 |
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8週 |
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2ndQ |
9週 |
平均流速公式-シェジー、マニング、へーゼン・ウイリアムス- 管内の局所流れ
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10週 |
管内の摩擦以外の水頭損失-入口、出口、拡大- 管内の摩擦以外の水頭損失-縮小、曲り、バルブ-
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11週 |
サイフォンおよび逆サイフォン 管路のネットワーク-分流と合流-
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12週 |
管網・水撃圧-ハーディ・クロス法- 演習
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13週 |
開水路の流れ・等流 水理特性曲線(長方形、円形断面)
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14週 |
不等流の運動方程式 流れの分類-水面形の考察-
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15週 |
一様水路の不等流その1 一様水路の不等流その2
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16週 |
到達度試験 (答案返却とまとめ)
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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 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 80 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |