2019年 理工学部 シラバス - 土木工学科
設置情報
| 科目名 |
水理学Ⅱ
管路の水理、開水路の水理
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| 設置学科 | 土木工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 安田 陽一 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜1 木曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A41O A42P |
| クラス | 2年生 1組 、 2組 | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 水理学Ⅰの内容に基づいた講義および演習を行う。解析学[式（式の展開、因数分解、不等式）、関数（二次関数、高次関数、対数関数、三角関数）、微分、積分]の基礎を学び、管路の基本水理設計に加え開水路の基本水理設計が可能な技術能力を養成する。特に、開水路の水理学は応用水理学、ビジュアルスタデイ水理、河川環境工学、海岸環境工学、プロジェクトスタデイ（ＴＤコース水工）の基礎として重要であり、行政・コンサル・建設業・エネルギー業・運輸業など様々な分野で専門基礎の一つとして必要不可欠な科目である。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
授業内容が理解しやすいように資料配布および模型などを利用して現象を説明する。また、授業内容が工学的にどのように重要であるのかを学ぶ。アクティブラーニングを通してグループ議論を行い、提示された問題の解決方法を整理し授業評価を受ける。また、授業評価を受けた課題内容を各自がまとめ、さらに授業内容の総括をレポートにまとめ提出する。さらに、理解度確認試験を4回にわたって実施する。 |
| 履修条件 | 水理学Ⅱ演習を履修すること。 |
授業計画
| 第1回 | 複線管路についての講義 「複線管路の水理計算と考え方を学ぶ」管路現象の物理的な意味を学び、式の展開、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
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| 第2回 | 枝状管路についての講義 「合流・分流の取り扱いと考え方を学ぶ」管路現象の物理的な意味を学び、二次関数、不等式等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第3回 | 管路網についての講義 「管路網計算の取り扱いと考え方を学ぶ」管路現象の物理的な意味を学び、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第4回 | 第1回理解度確認試験を実施し，その出題趣旨を説明する。 「管路の水理（第1回から3回）に関する授業内容の理解を確認する」 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第5回 | 開水路等流についての講義 「開水路流れに関する術語，等流の定義，等流となるための条件を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開や指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第6回 | 等流水路の水理設計(その１)についての講義 「水理上有利な断面の決定方法と考え方を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、高次方程式、微分の考え、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第7回 | 等流水路の水理設計(その２)についての講義 「水理特性曲線を用いた断面の決定方法と考え方，複断面開水路における流量算定方法を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、指数関数、高次方程式等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第8回 | オリフィス・堰(刃型せき)・排水時間についての講義 「大オリフィス・小オリフィスの取り扱い，オリフィスおよび刃型せきにおける流量算定法と考え方を学ぶ」「準定流の定義、排水時間の算定方法とその考え方を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、指数関数、複素平面等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第9回 | 第2回理解度確認試験を実施し、その出題趣旨を説明する。 「等流の水理、流出量および流出時間の評価（第5回から8回）に関する授業内容の理解を確認する」 |
| 第10回 | 射流・常流・限界流・跳水現象についての講義 「射流・常流・限界流の定義、限界流の条件(ベランジャーの定理・ベスの定理)を学ぶ」「跳水上・下流端の水深間の関係，跳水によるエネルギー損失の算定方法とそれらの考え方を学ぶ．また，跳水長について学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開と因数分解、対数関数、高次関数、一次不等式、微分の考え等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第11回 | 開水路不等流(漸変流)(その1)についての講義 「一次元の漸変流の水面形の特徴を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、微分の考え、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第12回 | 開水路不等流(漸変流)(その2)についての講義 「一次元の漸変流の基礎式の考え方と取り扱い，漸変流の水面形の推定方法を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、極限、微分の考え、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第13回 | 開水路不等流(漸変流)(その3)についての講義 「広長方形断面水路における不等流の水面形の計算方法(Bresseの方法)を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、積分の考え、積分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、アクティブラーニングを通した課題レポート作成し、復習する（120分）。 |
| 第14回 | 第3回理解度確認試験を実施し、その出題趣旨を説明する。 「射流・常流・限界流および不等流の水理（第10回から13回）に関する授業内容の理解を確認する」 |
| 第15回 | 第４回理解度確認試験を実施し、授業内容の総合理解を確認する。 |
その他
| 教科書 |
大津岩夫・安田陽一編著 『水理学－Application for Theory－』 理工図書 2017年 第6版
理工図書が発行している「水理学」を用いる。
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| 参考書 |
水理学に関する参考書は数多くあり、比較しながら勉強することを勧める。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
アクティブラーニングを通して授業評価されたもの、理解度確認試験の評価によって総合評価する。ただし、CSTポータルからのダウンロード、レポートの提出の割合が指定した一定以下の場合、減点対象とする。 |
| 質問への対応 | 基本的に常時質問を受け付けるが、メールでアポイントをとった学生に限る。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワースコラ棟S1011号室(環境水理研究室) 連絡先(電子メール)：<yasuda.youichi@nihon-u.ac.jp> 連絡先(TEL＆FAX)：047-469-5463 |
| オフィスアワー |
木曜 駿河台 16:40 ～ 18:10 S1011号室
金曜 駿河台 15:00 ～ 18:00 S1011号室
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| 学生への メッセージ |
専門科目の中で最も重要な科目の1つです。頭を通して考えて取り組むと興味深く理解できる科目です。機械的に暗記しても一定以上の評価（技術力）になりませんので、論理展開を把握し技術の基礎を身に付ける科目です。 |