2023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 | ||
|---|---|---|---|
| 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 | 木曜5 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A45M |
| 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。管路の基本的な水理設計が可能な技術能力を養成する。また、水工系(河川環境工学、海岸環境工学など）および防災工学、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、流れの基礎式、管路の流れ、単線管路の設計について学ぶ。 本授業科目はDP1・3・5及びCP1・3・5に該当しています。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面授業によって，主要な内容が理解しやすいように教科書および模型実験などを利用して水理現象とその現象の物理的意味を説明する。また、「静水力学（第１回から第６回）」を範囲とする中間試験を実施する。さらに、「流れの基礎式，実在する流れ，単線管路（第8回から第14回）」を範囲とする理解度確認を実施する． |
| 履修条件 | 水理学Ⅰと水理学Ⅰ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 【事前学習】教科書1ページから14ページを予習しておくこと。（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 | 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)」を学ぶ 【事前学習】教科書1ページから14ページを予習しておくこと。（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 | 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 【事前学習】教科書14ページから16ページを予習しておくこと。（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 | 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 【事前学習】教科書16ページから18ページを予習しておくこと。（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 | 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 【事前学習】教科書19ページから22ページを予習しておくこと。（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 | 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 【事前学習】教科書23ページから29ページを予習しておくこと。（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 | 中間試験 【事前学習】単位と次元・静水中の圧力・平面の受ける圧力・曲面の受ける圧力・浮体の安定・相対的静止の復習をしておくこと。（120分） 【事後学習】課題問題を復元し、教科書・ノート・参考書・参考資料をもとに解答を自ら作成し、確認すること。（120分） |
| 第8回 | 流れの入門・流れの基礎式(その１)についての講義 「術語の定義、連続の式・ベルヌーイの定理とそれらの適用方法を学ぶ」 【事前学習】教科書30ページから37ページを予習しておくこと。（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 | 流れの基礎式(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 【事前学習】教科書37ページから40ページを予習しておくこと。（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 | 実在する流れ(その１）についての講義 「層流・乱流・内部摩擦・固体壁面抵抗」を学ぶ 【事前学習】教科書41ページから46ページを予習しておくこと。（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 | 実在する流れ(その２）についての講義 「層流・乱流の流速分布」を学ぶ 【事前学習】教科書46ページから50ページを予習しておくこと。（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 | 実在する流れ(その３）についての講義 「各種損失水頭、断面平均流速を用いた流れの運動の取り扱い」を学ぶ 【事前学習】教科書50ページから57ページを予習しておくこと。（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 | 単線管路(その１)についての講義 「貯水池間に結ばれた単線管路の水理計算方法」を学ぶ 【事前学習】教科書58ページから66ページを予習しておくこと。（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 | 単線管路(その２)についての講義 「自由放流端、サイフォンを有する単線管路の水理計算方法」を学ぶ 【事前学習】教科書66ページから69ページを予習しておくこと。（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 | まとめ 【事前学習】第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
ISBN978-4-8446-0722-9
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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
ISBN978-4-8446-0896-7
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| 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う。※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 | 授業時間中に対面で質問に対応する。 |
| 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 |
専門科目の中でも重要な科目の1つです。本気で取り組むことで深く理解できる科目です。 |