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演習
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 | 3年 |
| 担当者 | 安田・工藤 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 木曜6 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A46N |
| クラス | 土木工学 ３年4年生 | ||
| 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の内容に基づき、管路と開水路の基本設計が可能な能力を養成する。同時に、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]の基礎を学ぶ。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、および上・下水道工学の基礎として重要である。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
演習問題を1週間前にCSTポータルでダウンロードし、事前に学習してもらう。演習時間内に授業内容の概要および工学的な必要性を説明し、アクティブラーニングを通してグループ議論を通して出題した問題の解決方法を記述し評価を受ける。また、議論して評価されたものをまとめ、および授業のとりまとめをレポートにして提出する。さらに、学生の理解度を確かめるために理解度確認試験を4回実施する。 |
| 履修条件 | 水理学Ⅰ、水理学Ⅱの内容の理解が必要である。 |
授業計画
| 第1回 | 水理学Ⅱ演習の内容の概説 「水理学Ⅱ演習で学ぶ内容が社会でどのように役に立つのかを説明する。」 単線管路「ポンプと水車」についての演習 「揚程、有効落差の取り扱いと考え方を学ぶ。」管路流れの物理的な意味を学び、式の展開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（60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（60分）。 |
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| 第2回 | 複線管路・枝状管路についての演習 「等値換算長さ、損失水頭の取り扱いおよび合流・分流の取り扱いを学ぶ。」管路流れの物理的な意味を学び、指数関数、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（60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（60分）。 |
| 第3回 | 管路網についての演習 「管路網の取り扱いについて学ぶ。」管路流れ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（60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（60分）。 |
| 第4回 | 第1回理解度確認試験（事前に対象範囲の授業内容を整理する（60分以上） 「第1回から第3回までの理解度を確認する。また、出題趣旨を説明し、試験の解説を行う。」 試験内容の復習をする（60分）。 |
| 第5回 | 開水路等流についての演習 「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（60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（60分）。 |
| 第6回 | 等流水路の水理設計(その１)についての演習 「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（60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（60分）。 |
| 第7回 | 等流水路の水理設計(その２)についての演習 「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（60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（60分）。 |
| 第8回 | オリフィス・堰(刃型せき)・排水時間についての演習 「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。」「排水時間の計算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（60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（60分）。 |
| 第9回 | 第2回理解度確認試験（事前に対象範囲の授業内容を整理する（60分以上） 「第5回から８回までの理解度を確認する。また、出題趣旨を説明し、試験の解説を行う。」 試験内容の復習をする（60分） |
| 第10回 | 射流・常流・限界流および跳水現象についての演習 「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。また、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、高次関数、一次不等式、微分の考え、式の展開と因数分解、対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（60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（60分）。 |
| 第11回 | 開水路不等流(漸変流)(その１)についての演習 「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ぶ。 CSTポータル事前資料をダウンロードし、予習する（60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（60分）。 |
| 第12回 | 開水路不等流(漸変流)(その２)についての演習 「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（60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（60分）。 |
| 第13回 | 開水路不等流(漸変流)(その３)についての演習 「広長方形断面水路における不等流の水面形計算法を学ぶ。」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（60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（60分）。 |
| 第14回 | 第3回理解度確認試験（事前に対象範囲の授業内容を整理する（60分以上） 「第1０回から第13回までの理解度を確認する。また、出題趣旨を説明し、試験の解説を行う。」試験内容の復習をする（60分）。 |
| 第15回 | 総合理解度の確認試験（事前に対象範囲の授業内容を整理する（60分以上） 「授業全体を通しての理解度の確認を行う。また、出題趣旨を説明し、試験の解説を行う。」試験内容の復習をする（60分）。 |
その他
| 教科書 |
大津岩夫・安田陽一 共編 『水理学-Application for Theory-』 理工図書 2017年 第6版
指定された水理学の本以外のものについて比較して勉強することを勧める。
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| 参考書 |
水理学Ⅱの講義資料が参考になります。
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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で受けた評価および理解度確認試験の結果によって成績評価する。 CSTポータルからのダウンロードおよびレポートの提出の割合が低い場合は減点対象とする。 |
| 質問への対応 | 適宜対応する。 |
| 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)：安田<yasuda.youichi@nihon-u.ac.jp> 工藤非常勤講師には安田を通じて連絡可能。 |
| 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 |
専門科目の中でも最も重要な科目の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。機械的にこなす気持ちでは厳しい科目です。 |