2021年 理工学部 シラバス - 土木工学科
設置情報
| 科目名 |
水理学Ⅰ
静水力学、流れの支配方程式、流水抵抗、単線管路
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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 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜1 木曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A41N A42M |
| クラス | 2年生 1組 、 2組 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 水理学とは、土木工学における基本的な学科目の1つであり、主として水の流れについて学ぶ教科である。また、水工系(応用水理学、ビジュアルスタデイ水理、河川環境工学、海岸環境工学など）およびプロジェクトスタデイ（ＴＤコース水工）、上・下水道工学などの学科目の基礎となる。水理学Ⅰでは、水理学の入門として、静水力学、流れの入門、管路の流れについて学び、静水中の圧力の評価および単純な水理設計が可能となるようにする。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
コロナウィルス対策の影響を受けて、大学への登校規制されている間は、Zoomによるオンライン授業を行います。時間割の設定された時間と曜日に行います。参加できなかった場合にはオンライン授業をオンデマンドで再生動画として見られるようになります。質疑応答はZoom，Google Classroom，またはE-mailで対応します。 |
| 履修条件 | 水理学Ⅰ演習を履修すること。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス：「水理学」の目的と講義・演習の方法について 単位と次元についての講義「SI単位・工学単位の表示、次元式の表示を学ぶ」および静水中の圧力についての講義「圧力の取り扱い(絶対圧力・ゲージ圧力の表示)と考え方を学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
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| 第2回 | 平面の受ける圧力についての講義 「平板に作用する全圧力の大きさと作用位置の算定および表示方法を学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第3回 | 曲面の受ける圧力についての講義 「曲面に作用する全圧力(浮力を含む)の大きさと作用位置の算定および表示方法を学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第4回 | 浮体の安定についての講義 「浮体の安定条件、浮心・傾心の算定方法を学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第5回 | 相対的静止についての講義 「オイラーの平衡方程式とその適用方法を学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第6回 | 流れの支配方程式(その1)についての講義 流体の術語の定義、理想流体に適用した支配方程式についての講義 「連続の式、ベルヌーイの定理について学ぶ」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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第7回 | 流れの支配方程式(その２)についての講義 「運動量方程式とその適用方法を学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第8回 | 実在流体の水理についての講義 「層流・乱流の定義 内部摩擦、流速分布の違いについて学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第9回 | 実在流体の流水抵抗についての講義 「摩擦抵抗係数、マニングの式、Stricklerの式について学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第10回 | 損失水頭についての講義 「DarcyWeizbachの式、局所損失について学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第11回 | 断面平均流速による運動量、速度水頭の補正について学ぶ 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第12回 | 単線管路の水理についての講義「エネルギー線、動水勾配線、管路計算の考え方、貯水池間に結ばれた単線管路について学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第13回 | 単線管路の水理についての講義「エネルギー線、動水勾配線、管路計算の考え方、自由放流端を有する単線管路について学ぶ」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第14回 | 単線管路の水理についての講義「サイフォンを有する管路含む単線管路の水理を確認する」 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、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。 |
| 第15回 | 水理学Ⅰの総まとめの講義 総復習を行う。 |
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 2019年 第7版
理工図書から出版された「水理学」を使用する。
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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 |
毎週行うレポート課題、資料のダウンロード、授業参加率などから減点評価を導入します。 持ち点ははじめ100点から始まります。 各回に（授業まとめのレポート、課題のレポート、資料の事前のダウンロード、授業参加率ごとに）未完であれば減点し、各回に最大4点の減点が生じるシステムを導入します。また、出席率（最後の授業終了時点で確認）が80％未満の場合、総合評価から10点減点、CSTポータルからの資料のダウンロードの割合（最後の授業終了時点で確認）が80％未満の場合についても総合評価から10点減点とします。 なお、レポート（授業内容，課題）の中身は確認します。適当なもの（式の羅列、メモ程度の記述、説明文なし、明らかな書き写し、問題内容と異なる解答）は対象外とします。提出するレポートははじめにご自身が取り組んだ解答を必ず自己添削し、修正したものを記載した状態で提出したものとします。授業内容はご自身が1枚にまとめたものに加えて、自己採点をして提出してください。 再生動画および資料を丁寧に見て確認することを勧めます。 |
| 質問への対応 | 基本的に常時質問を受けるが、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)：03-3259-0409 |
| 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。 |