水理学Ⅱ演習 (A43P A44O)

日本大学理工学部

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Ⅱ演習
設置学科	土木工学科	学年	2年
担当者	高橋　正行	履修期	後期
単位	1	曜日時限	木曜3 木曜4
校舎	駿河台	時間割CD	A43P A44O
クラス	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Ⅰに続いて、管路流を学び、次に開水路流の基本が理解できるように演習を行う。同時に解析学の基礎[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、三角関数など）、極限、微分、積分]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。さらに、水理設計が可能な技術能力を養成する。この科目は、応用水理学、河川環境工学、防災工学、海岸環境工学、上・下水道工学の基礎としても重要である。
授業形態及び授業方法	対面型授業の演習によって，水理現象とその現象の物理的意味を説明する。また、模型実験などを利用して実際の水理現象を説明することもある。同時に解析学の基礎を学び、これがどのように水理学の学理に用いられるのかを演習を通じて理解する。複数の教員およびTAを通じて指導を行い、演習時間内に課題レポートを作成する。また、関連する課題について、後日、レポートとして提出してもらう。レポート解説資料を各回の授業開始時に配布する。
履修条件	水理学Ⅱと水理学Ⅱ演習の両方を受講・受験することによって履修条件を満たす科目である。

授業計画

第1回	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。水理現象の物理的意味と式の展開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187ページから190ページ、参考書69ページから71ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第2回	複線管路についての演習「等値換算長さ、損失水頭の取り扱いと考え方、複線管路の水理」を学ぶ。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190ページから196ページ、参考書71ページから75ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第3回	枝状管路についての演習「枝状管路の合流・分流の取り扱いと考え方」を学ぶ。水理現象の物理的意味と二次関数、不等式等の数学的手法を学ぶことで理解される。【事前学習】教科書197ページから201ページ、参考書75ページから80ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第4回	管路網についての演習「管路網計算の取り扱いと考え方」を学ぶ。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201ページから213ページ、参考書80ページから83ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45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。水理現象の物理的意味と式の展開、指数関数、対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232ページから241ページ、参考書99ページから102ページ、113ページから114ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45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。水理現象の物理的意味と三角関数、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241ページから248ページ、参考書102ページから107ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45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。水理現象の物理的意味と指数関数、高次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248ページから258ページ、参考書107ページから113ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第8回	射流・常流・限界流についての演習「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。水理現象の物理的意味と高次関数、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。【事前学習】教科書259ページから269ページ、参考書115ページから121ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第9回	オリフィス・堰(刃型せき)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。水理現象の物理的意味と複素数平面、積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214ページから224ページ、参考書84ページから91ページ・94ページから98ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第10回	排水時間についての演習「排水時間の計算方法とその考え方」を学ぶ。水理現象の物理的意味と微分・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224ページから231ページ、参考書91ページから94ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第11回	跳水現象についての演習「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、および跳水長」について学ぶ。水理現象の物理的意味と式の展開と因数分解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275ページから287ページ、参考書121ページから126ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第12回	開水路不等流(漸変流)(その１)についての演習「広長方形断面の定義、不等流の水面形の種類とその推定方法」を学ぶ。水理現象の物理的意味と三角関数、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。【事前学習】教科書288ページから296ページ、参考書131ページから143ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第13回	開水路不等流(漸変流)(その２)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。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296ページから311ページ、参考書143ページから146ページ・148ページから151ページを予習すること。また、該当する演習問題を解き、理解できないことをまとめておくこと。（15分）【事後学習】該当項目の演習問題を解き、解答を確認すること。（45分）
第14回	まとめ1 【事前学習】前回までの内容を復習しておくこと。（120分）
第15回	まとめ2

その他

教科書	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
参考書	大津岩夫・安田陽一　共編『水理学-Theory for Application-』理工図書 2020年第1版
成績評価の方法及び基準	定期試験を重視しますが，適宜課す課題を含めた総合評価を行います。※新型コロナウイルスの影響に伴い変更の可能性があります。変更の場合は授業時に伝達する。
質問への対応	classroomの限定コメントやemail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
学生へのメッセージ	専門科目の中でも重要な科目の1つです。本気に取り組むと興味深く理解できる科目です。

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