到達目標
粘性流体の特徴を理解し、エネルギー損失の要因やその計算法を習得すること、また、その応用として管路や開水路における流量や水面形等の計算ができることである。
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 | 粘性流体の特徴を理解し、エネルギー損失の要因やその計算法を十分習得している。 | 粘性流体の特徴を理解し、エネルギー損失の要因やその計算法を習得している | 粘性流体の特徴を理解し、エネルギー損失の要因やその計算法を習得していない。 |
| 評価項目2 | 応用として管路や開水路における流量や水面形等の計算が十分できる。 | 応用として管路や開水路における流量や水面形等の計算ができる。 | 応用として管路や開水路における流量や水面形等の計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
到達目標 C 1
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JABEE d-1
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教育方法等
概要:
３年次に水理学基礎において習得した知識を踏まえて、粘性流体の流れについて解説する。粘性流体では完全流体と異なりエネルギー損失を考慮する必要がある。授業では、エネルギー損失の要因とその量的な評価、エネルギー損失を考慮した円管路、開水路流れの水理を中心に講義を進める。
授業の進め方・方法:
本授業は、講義を基本とする。学習シートは原則として毎回配布し、理解度を増すために活用する。授業の内容を確実に身につけるために、予習復習が必須である。
注意点:
授業の内容を確実に身につけるために、予習復習が必須である。
成績評価：試験成績80％（4回の試験は同等評価）、学習シート等のポートフォリオ20％
合格基準：60点以上を合格とする。
授業の属性・履修上の区分
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 |
授業の進め方について
粘性流体と完全流体の相違 |
シラバスを用いて水理学の授業の進め方、評価方法について説明する。
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| 2週 |
層流と乱流 |
レイノルズ実験をもとに、層流と乱流の流れの特徴を学習する．
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| 3週 |
流体摩擦と古典的乱流理論 |
乱流で生ずるエネルギー損失の説明とその理論的取り扱いについて学習する．
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| 4週 |
滑面円管内の層流 |
滑面円管路内の層流の流速分布、流量の計算について学習する。
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| 5週 |
滑面円管内の乱流 |
滑面円管路内の乱流の流速分布、流量の計算について学習する。
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| 6週 |
粗面円管内の乱流 |
粗面円管路内の乱流の流速分布について学習する．また，ムーディ図表を用いて摩擦損失の取り扱いを学習する．
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| 7週 |
演習（1） |
円管流れ（層流・乱流）について速度分布，せん断力等の演習を行う．
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| 8週 |
中間試験 |
粘性流体の変形運動，層流・乱流の特徴，円管流れについての問題を出題する．
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験の解説．
摩擦および局所損失（1） |
試験の解説を行う．円管路における摩擦損失水頭の実用公式，摩擦損失以外の水頭損失について学習する．
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| 10週 |
摩擦および局所損失（2） |
前回の学習を進め，粘性流体におけるエネルギー保存則を学習する．
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| 11週 |
配水管他の粘性流体の流れ |
摩擦損失，局所損失を考慮した単線管路の計算方法を学習する．
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| 12週 |
演習（2） |
摩擦損失，局所損失を考慮した単線管路の計算方法の演習を行う．
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| 13週 |
サイフォン管路 |
サイフォン管路について学習する。
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| 14週 |
演習（3） |
サイフォン管路の計算に関する演習を行う。
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| 15週 |
期末試験 |
本試験では、単線の円管路流れの摩擦損失水頭等の計算、サイフォンに関する問題を出題する。
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| 16週 |
答案返却など |
前期末試験の解答・解説を行う。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
バイパス管路の損失水頭 |
バイパス管路の摩擦損失、局所損失を考慮した計算法を学習する。
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| 2週 |
演習（4） |
バイパス管路における配分流量の計算法の演習を行う。
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| 3週 |
管網計算 |
管網における配分流量の計算方法を学習する。
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| 4週 |
演習（5） |
管網における配分流量の計算に関する演習を行う。
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| 5週 |
ポンプ・水車 |
ポンプ・水車のある管路の流れについて学習する。
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| 6週 |
開水路流れの水理(1) |
開水路流れの概要、基礎用語の定義について学習する。
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| 7週 |
開水路流れの水理(2) |
常流、射流、跳水現象について学習する。
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| 8週 |
中間試験 |
バイパス管路、管網の計算問題および開水路流れに関する基礎事項に関する問題を出題する
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| 4thQ |
| 9週 |
開水路流れの水理(3) |
試験の解説。開水路の等流について学習する。
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| 10週 |
開水路流れの水理(4) |
開水路流れの不等流おける基礎方程式について学習する。
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| 11週 |
開水路流れの水理(5) |
不等流の水面形状の分類について学習する。
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| 12週 |
開水路流れの水理(6) |
開水路流れの水面形の逐次計算法について学習する。
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| 13週 |
開水路流れの水理(7) |
逐次近似計算法による水面形計算の演習を行う。
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| 14週 |
演習（6） |
開水路流れに関する復習、演習を行う。
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| 15週 |
期末試験 |
本試験では、開水路の等流、開水路の水面形に関する問題を出題する
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| 16週 |
答案返却など |
試験の解答と説明。4年で学んだ項目について、再復習する。
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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 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |