応用水理学

科目基礎情報

学校 大分工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 応用水理学
科目番号 R03C516 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 都市・環境工学科 対象学年 5
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 鮏川 登:水理学,コロナ社/大西外明:最新水理学Ⅰ&Ⅱ,森北出版,岩佐義朗・金丸昭治編:水理学Ⅰ,朝倉書店,椿 東一郎:水理学Ⅰ,森北出版.
担当教員 東野 誠

目的・到達目標

(1) 私たちの身の回りにある水に関して,その流体力学的取り扱いが理解できる.(定期試験)
(2) 授業項目に関連した水の諸現象について理解できる.(定期試験)
(3) 授業項目に関連した概念がなぜ生まれたのかが理解できる.(定期試験)

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私たちの身の回りにある水に関して,その流体力学的取り扱いが理解でき,更に深く考察することができる.私たちの身の回りにある水に関して,その流体力学的取り扱いが理解できる.私たちの身の回りにある水に関して,その流体力学的取り扱いが理解できない.
評価項目2授業項目に関連した諸現象について理解し,更に深く考察することができる.授業項目に関連した諸現象について理解できる.授業項目に関連した諸現象について理解できない.
評価項目3授業項目に関連した概念がなぜ生まれたのかを理解し,応用できる.授業項目に関連した概念がなぜ生まれたのかを理解できる.授業項目に関連した概念がなぜ生まれたのかを理解できない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (B2) 説明 閉じる
JABEE 2.1(1)④ 説明 閉じる

教育方法等

概要:
3,4年生で学んだ水理学Ⅰ,水理学Ⅱを基礎として,水の流れを科学的視点,すなわち,流体力学的視点からより詳しく学ぶ.水理学Ⅰ,Ⅱでは工学としての一面が強調され,理論的厳密さよりも実際の工学上の問題への適用性が重視されたが,本教科では科学に立ち返って現象を見つめなおし,更に高度な学習への橋渡しとしたい.
(科目情報)
教育プログラム第2学年 ◎科目
授業の進め方と授業内容・方法:
水理学Ⅰ,水理学Ⅱは工学としての一面が強調され,理論的厳密さよりも実際の工学上の問題への適用性が重視された.一方,本教科では専攻科や大学院を見据えて,更に高度な学習への橋渡しを目的として科学的,流体力学的視点より講述する.また,演習問題を通して持続的学習ができるとともに,学修した内容を自主的に発展させることができる力を養う.
(事前学習)
水理学Ⅰ,Ⅱで学修した内容を見直しておくこと.
注意点:
講義の途中でもわからなくなったらすぐに質問してもよいことにする.ノート作りを工夫すること.

評価

(総合評価)
総合評価=2回の定期試験(後期中間試験,後期期末試験)の平均点.
(再試験について)
再試験は総合評価が60点に満たない者に対して実施する.

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・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 応用水理学の概要と歴史 水の力学,すなわち,流体力学の3法則(質量,運動量,エネルギー保存則)の意味が理解できる.
2週 流体の力学の3法則 水の力学,すなわち,流体力学の3法則(質量,運動量,エネルギー保存則)の意味が理解できる.
3週 連続の式 物理学で学んだ質量保存則とニュートンの運動第2法則を水の運動に適用し,これを数学的手法を用いて表現できる.
4週 運動方程式の定式化 物理学で学んだ質量保存則とニュートンの運動第2法則を水の運動に適用し,これを数学的手法を用いて表現できる.
5週 オイラーの運動方程式 物理学で学んだ質量保存則とニュートンの運動第2法則を水の運動に適用し,これを数学的手法を用いて表現できる.
6週 流れ関数と速度ポテンシャル 流れ関数と速度ポテンシャルについて理解できる.
7週 粘性に起因する応力の定式化 水の粘性を考慮した実際流体の力学を流体力学的視点より展開できる.
8週 ナビエ-ストークスの方程式 粘性流体の基礎式であるナビエ-ストークスの方程式が導け,その物理的意味が理解できる.
4thQ
9週 後期中間試験
10週 後期中間試験解説 分らなかった部分を把握し理解できる.
11週 乱流における混合距離とレイノルズ応力 流体摩擦(レイノルズ応力,混合距離)を理解できる.
12週 開水路の流れ 開水路不等流の基礎方程式を説明できる.
13週 海の波 波の基本的性質が理解できる.
14週 津波と高潮 津波と高潮の特徴を説明できる.
15週 後期末試験
16週 後期末試験解説 分らなかった部分を把握し理解できる.

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力600000060
専門的能力400000040
分野横断的能力0000000