水理学II

科目基礎情報

学校 高知工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 水理学II
科目番号 5428 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 環境都市デザイン工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:神田佳一他「Professional Engineer Library 水理学」(実教出版) 教材:大学編入試験,公務員試験および土木学会認定技術者試験の過去問題等
担当教員 岡田 将治

目的・到達目標

【到達目標】
1.管水路におけるベルヌーイの定理を理解し,ピトー管やベンチュリー管などの応用問題が計算できる。
2.運動量保存則を理解し,これを応用した計算ができる。
3.管水路における損失水頭について理解し,各種の管路の流れが計算できる。
4.開水路の等流について説明でき,水理特性曲線と水理学的に有利な断面について理解している。
5.比エネルギーおよび常流と射流,限界水深(べスの定理,ベランジェの定理),跳水現象について説明ができる。
6.開水路不等流の基礎方程式,一様水路における不等流について理解し,背水曲線,各種の堰について計算できる。
7.次元解析および相似則を理解し,基本的な問題が計算できる。

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
1.管水路におけるベルヌーイの定理を理解し,ピトー管やベンチュリー管などの応用問題が計算できる。ベルヌーイの定理を理解し,ピトー管やベンチュリー管などの応用問題が計算できる。ベルヌーイの定理を理解し,基本的な問題が計算できる。ベルヌーイの定理が説明できない。基本的な問題が計算できない。
2.運動量保存則を理解し,これを応用した計算ができる。運動量保存則を理解し,これを応用した計算ができる。運動量保存則を理解し,基本的な問題が計算できる。運動量保存則を理解できない。基本的な問題が計算できない。
3.管水路における損失水頭について理解し,各種の管路の流れが計算できる。管水路における損失水頭について理解し,各種の管路の流れが計算できる。管水路における損失水頭について理解し,基本的な問題が計算できる。管水路における損失水頭について説明できない。
4.開水路の等流について説明でき,水理特性曲線と水理学的に有利な断面について理解している。開水路の等流について説明でき,水理特性曲線と水理学的に有利な断面について計算できる。開水路の等流について説明でき,水理特性曲線と水理学的に有利な断面について理解している。開水路の等流について説明できない。
5.比エネルギーおよび常流と射流,限界水深(べスの定理,ベランジェの定理),跳水現象について説明ができる。比エネルギーおよび常流と射流,限界水深(べスの定理,ベランジェの定理)の計算ができ,跳水現象について説明ができる。比エネルギーおよび常流と射流について説明ができ,限界水深を計算できる。比エネルギーおよび常流と射流,限界水深(べスの定理,ベランジェの定理),跳水現象について説明ができない。
6.開水路不等流の基礎方程式,一様水路における不等流について理解し,背水曲線,各種の堰について計算できる。開水路不等流の基礎方程式,一様水路における不等流について説明でき,背水曲線,各種の堰について計算できる。開水路不等流の基礎方程式,一様水路における不等流について理解し,背水曲線,各種の堰について計算できる。開水路不等流の基礎方程式,一様水路における不等流,背水曲線について理解できていない。各種の堰について計算できない。
7.次元解析および相似則を理解し,基本的な問題が計算できる。次元解析および相似則を理解し,基本的な問題が計算できる。次元解析および相似則を理解している。次元解析および相似則を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる
JABEE評価 基準1(2)(d)(3) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
水理学は,建設工学の専門基礎科目の中でも重要科目のひとつである。水理学を応用する河川,海岸,上下水道,水質汚濁等の水に関わる工学に必要な専門的基礎知識を数学や物理学に基づいて習得し,公務員等の就職試験や大学編入・専攻科進学試験に備え,応用力を身につける。
授業の進め方と授業内容・方法:
授業は,始めに前回の内容の理解度および予習状況を確認する小テスト(10分),教員による説明(計60分),個人およびグループによる演習(計30分)で構成する。毎回,授業内容に関する復習課題と次回の授業に関する予習課題を課し,レポートとして提出させる。また,定期的に授業到達目標に対するポートフォリオを提出させる。
注意点:
試験の成績60%,平素の学習状況等(課題・小テスト・レポート等を含む)40%の割合を基準として総合的に評価する。学期末の成績は,中間と期末の各期間の評価の平均とする。技術者が身につけるべき専門基礎として,到達目標に対する達成度を試験等において評価する。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ベルヌーイの定理[1-2]:ベルヌーイの定理に関する基礎と応用問題。 管水路におけるベルヌーイの定理を理解している。
2週 ベルヌーイの定理[1-2]:ベルヌーイの定理に関する基礎と応用問題。 管水路におけるベルヌーイの定理を理解し,ピトー管やベンチュリー管などの応用問題が計算できる。
3週 運動量の定理[3]:運動量の定理に関する基礎と応用問題。 運動量保存則を理解し,これを応用した計算ができる。
4週 管水路の水理学[4-5]:摩擦損失水頭とその他の形状損失水頭。 摩擦抵抗による損失水頭の実用公式について説明でき,計算ができる。
5週 管水路の水理学[4-5]:摩擦損失水頭とその他の形状損失水頭。 管水路の摩擦以外の損失水頭について,理解し,計算ができる。
6週 管水路の水理学[6-8]:サイフォン,ポンプがある管路,発電水力,側管,分岐・合流,管網 各種の管路の流れが計算できる。
7週 管水路の水理学[6-8]:サイフォン,ポンプがある管路,発電水力,側管,分岐・合流,管網 各種の管路の流れが計算できる。
8週 管水路の水理学[6-8]:サイフォン,ポンプがある管路,発電水力,側管,分岐・合流,管網 各種の管路の流れが計算できる。
2ndQ
9週 開水路の水理学[9-10]:抵抗側(平均流速公式),水理学的に有利な断面,複断面水路。 開水路の等流について理解し,説明ができる。
10週 開水路の水理学[9-10]:抵抗側(平均流速公式),水理学的に有利な断面,複断面水路。 水理特性曲線と水理学的に有利な断面について理解している。
11週 開水路の水理学[11-14]:比エネルギー,常流・射流,水面形の方程式。 比エネルギーおよび常流と射流について説明ができる。
12週 開水路の水理学[11-14]:比エネルギー,常流・射流,水面形の方程式。 限界水深(べスの定理,ベランジェの定理),跳水現象について説明ができる。
13週 開水路の水理学[11-14]:比エネルギー,常流・射流,水面形の方程式。 開水路不等流の基礎方程式,一様水路における不等流と背水曲線について理解している。
14週 開水路の水理学[11-14]:比エネルギー,常流・射流,水面形の方程式。 各種の堰について理解し,計算ができる。
15週 次元解析と相似則[14]:次元解析,相似則。 次元解析および相似則を理解し,基本的な問題が計算できる。
16週

評価割合

試験小テスト授業レポート合計
総合評価割合6020200100
基礎的能力401010060
専門的能力201010040
分野横断的能力00000