水理学実験

科目基礎情報

学校 鹿児島工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 水理学実験
科目番号 0071 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 都市環境デザイン工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 〔教科書〕なし 〔参考書・補助教材〕絵とき水理学(改訂2版) 粟津清蔵・他3名 オーム社, 水理公式集 土木学会、水理学実験指導書 土木学会
担当教員 山内 正仁,山田 真義

目的・到達目標

1.実験を通して、水理現象に関する内容を理解できる。
2.得られたデータを分析・解析し、レポートとして整理できる。

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
評価項目1実験を通して、水理現象に関する内容を理解するとともに、その内容を教員や学生に説明できる。実験を通して、水理現象に関する内容を理解できる。実験を通して水理現象に関する内容を理解できない。
評価項目2得られたデータを分析・解析し、レポートとして整理できるとともに、座学で学んだ理論式等を用いて考察できる。得られたデータを分析・解析し、レポートとして整理できる。得られたデータを分析・解析できない。レポートとして整理できない。

学科の到達目標項目との関係

本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 1 説明 閉じる
本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 1-b 説明 閉じる
本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3 説明 閉じる
本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3-c 説明 閉じる
本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 4 説明 閉じる
本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 4-a 説明 閉じる

教育方法等

概要:
水理学実験を行うことにより,水理現象をより深く理解する。併せて実験方法,データ解析,レポートの書き方,工学上の諸問題を解決する思考力・解析能力を養う。また、本実験は、グループにおける各自の役割を遂行する中で、開発型技術者にとって必要な工学的知識(論理)を実験により確認し、実験項目に関する知識を修得することを目標とする。
授業の進め方と授業内容・方法:
数学および物理学の知識、水理学Iを修得してく必要がある。授業は、水理学IIと並行して行う。情報処理の中で、表計算ソフト(Excel)を用いた発表技術を修得する。
注意点:
「水理学I」の知識を必要とする。水理学実験のできる服装で,実験を通したグループ実験を行う。実験前の準備と実験後の整理はグループで行い、実験結果の計算・考察等は必ず各人行う。レポートの提出期限を厳守すること。疑問点があれば、その都度質問すること。(授業(180分)×7回+授業(90分)×1回)

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
前期
1stQ
1週 1.実験概要説明 全実験項目の概要を理解できる。
2週 2.水理計測の基本 □水理計算用紙・グラフ用紙の用い方が理解できる。
□ポイントゲージ・マノメータの取扱い方が理解できる。
3週 2.水理計測の基本 □ 水理計算用紙・グラフ用紙の用い方が理解できる。
□ ポイントゲージ・マノメータの取扱い方が理解できる。
4週 3.直角三角ぜきの実験 □ 刃型堰の流量公式について理解できる。
5週 3.直角三角ぜきの実験 □ 刃型堰の流量公式について理解できる。
6週 4.浮体の安定実験 □ 浮体の喫水を測定し、アルキメデスの原理と浮力の関係を理解できる。
□ 浮体の重心、および浮心を変化させ、浮体の安定条件を理解する。
7週 4.浮体の安定実験 □ 浮体の喫水を測定し、アルキメデスの原理と浮力の関係を理解できる。
□ 浮体の重心、および浮心を変化させ、浮体の安定条件を理解する。
8週 5.管水路の実験 □層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、エネルギー線、動水勾配線、急拡・急縮部を有するエネルギー損失水頭、菅の摩擦損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
2ndQ
9週 5.管水路の実験 □層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、エネルギー線、動水勾配線、急拡・急縮部を有するエネルギー損失水頭、菅の摩擦損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
10週 5.管水路の実験 □層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、エネルギー線、動水勾配線、急拡・急縮部を有するエネルギー損失水頭、菅の摩擦損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
11週 5.管水路の実験 □層流と乱流,遷移領域,レイノルズ数、エネルギー線、動水勾配線、急拡・急縮部を有するエネルギー損失水頭、菅の摩擦損失水頭、ベンチュリメータによる流量測定の原理が理解できる。
12週 6.開水路の実験 □常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
□波の波速、波長、周期及び水深の関係を調べ、波の基本的特性を理解できる。
13週 6.開水路の実験 □常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
□波の波速、波長、周期及び水深の関係を調べ、波の基本的特性を理解できる。
14週 6.開水路の実験 □常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
□波の波速、波長、周期及び水深の関係を調べ、波の基本的特性を理解できる。
15週 6.開水路の実験 □常流と射流,フルード数、水面形,支配断面,跳水現象、流速分布,平均流速と流量、比エネルギーとベルヌーイの定理の適用性が理解できる。
□波の波速、波長、周期及び水深の関係を調べ、波の基本的特性を理解できる。
16週

評価割合

実験レポート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0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000