2021年 理工学部 シラバス - 土木工学科
設置情報
科目名 | 応用水理学 | ||
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設置学科 | 土木工学科 | 学年 | 3年 |
担当者 | 高橋 正行 | 履修期 | 前期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜3 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A13N |
クラス | |||
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、水理学Ⅰ演習、水理学Ⅱ、水理学Ⅱ演習で学んだことを発展させる。同時に、解析学[式(式の展開、因数分解、不等式)、関数(指数関数、高次関数)、極限、微分の考え、積分の考え、微分法、積分法]の基礎を学び、これがどのように水理学の学理に用いられるのかを理解する。これによって、水理現象の物理的意味の理解を深められるようになる。さらに河川・海岸・水環境工学などの分野へ応用するための基本的な事項について学ぶ。 |
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授業形態及び 授業方法 |
オンデマンド型授業によって、水理現象とその現象の物理的意味を説明する。同時に解析学の基礎を学び、これを水理学の学理に用いることによって、水理現象の予測が可能となり、現象の物理的意味の理解を深める。主要な内容が理解しやすいように、講義ならびに演習を実施する。また、課題レポートを提出してもらう。 |
履修条件 | 応用水理学と応用水理学演習の両方を受講・受験によって履修条件が満たされる科目である。 |
授業計画
第1回 | 一様な水路における不等流(漸変流)の水面形計算 水理現象の物理的意味と高次関数、極限、微分の考え等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書131ページから151ページ、参考書311ページから313ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
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第2回 | 水路勾配の変化する開水路不等流(漸変流)の水面形計算 水理現象の物理的意味と極限、微分の考え方、積分の考え方、積分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書148ページから151ページ、参考書313ページから320ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第3回 | 開水路の突起を越える流れ 水理現象の物理的意味と不等式、微分の考え方、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書152ページから155ページ、参考書335ページから336ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第4回 | 狭窄部を通過する流れ 水理現象の物理的意味と不等式、微分の考え方、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書155ページから158ページ、参考書337ページから338ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第5回 | 限界流の条件(ベランジャーの定理およびベスの定理) 水理現象の物理的意味と微分法、積分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書116ページから121ページ、参考書260ページから262ページ・269ページから275ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第6回 | 堰およびダム周辺の水理 水理現象の物理的意味と指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書126ページから130ページ、参考書269ページから275ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第7回 | 開水路局所流の取り扱いと考え方(その1) (堰・ダム直下の水理および堰・ダム下流側の水理) 水理現象の物理的意味と式の展開、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書158ページから161ページ、参考書338ページから342ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第8回 | 開水路局所流の取り扱いと考え方(その2) (堰・ダム下流側で生じる跳水と減勢工(水叩き、副ダム)の水理) 水理現象の物理的意味と式の展開、因数分解、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書158ページから161ページ、参考書343ページから346ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第9回 | 次元解析とその方法 水理現象の物理的意味と指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書194ページから197ページ、参考書347ページから349ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第10回 | 次元解析とπ定理 指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書197ページから201ページ、参考書349ページから356ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第11回 | 流れの相似則 水理現象の物理的意味と指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書202ページから205ページ、参考書356ページから362ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第12回 | 地下水の水理(その1)(地下水の状態、地下水の流水運動を表わす式) 水理現象の物理的意味と指数関数、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。 【事前学習】教科書164ページから167ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第13回 | 地下水の水理(その2)帯水層の基本形態、自由水面を有する地下水、被圧帯水層の地下水) 水理現象の物理的意味と積分の考え、積分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書167ページから171ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第14回 | 各種水路における不等流(漸変流)の水面形 水理現象の物理的意味と微分法、積分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 【事前学習】教科書147ページから148ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】講義の復習と該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。(120分) |
第15回 | 理解度確認レポート課題 【事前学習】14回までの内容を復習し、理解できていない箇所をまとめておくこと。(240分) |
その他
教科書 |
大津岩夫・安田陽一 共編 『水理学-Theory for Application-』 理工図書 2007年 第1版
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参考書 |
日本大学水理学研究会編 『水理学-例題・演習-』 理工図書 2020年 第1版
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成績評価の方法 及び基準 |
提出された課題等の平常点等により総合的に評価する。※新型コロナウイルスの影響に伴い変更の可能性がある。変更の場合は授業時に伝達する。 |
質問への対応 | 質問にはclassroomの限定コメントやemail等で対応します. |
研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワー・スコラS1012号室(高橋研究室) 連絡先(電子メール):<takahashi.masayuki@nihon-u.ac.jp> |
オフィスアワー |
木曜 駿河台 12:10 ~ 13:00
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学生への メッセージ |
土木工学の基礎力として重要な科目であり、流れに関連する分野(河川・海岸・防災・上下水・環境工学)を取り組む場合に必要な学科目である。また、公務員採用試験等の資格試験にも多く出題される内容を含む。 |