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Ⅱ | ||
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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 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜5 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A45N |
| 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講義を行う。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。 本授業科目はDP1・3・5及びCP1・3・5に該当しています。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
対面授業によって、水理現象とその現象の物理的意味を説明する。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理解するように講義を行う。 |
| 履修条件 | 水理学Ⅱと水理学Ⅱ演習の両方の授業を受講・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」についての講義 「揚程、有効落差」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69ページから71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 | 複線管路についての講義 「等値換算長さ、複線管路」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71ページから75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 | 枝状管路についての講義 「枝上管路の合流・分流」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75ページから80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 | 管路網についての講義 「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80ページから83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 | 開水路等流についての講義 「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、複断面水路」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99ページから102ページ、113ページから114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 | 等流水路の水理設計(その１)についての講義 「水理上有利な断面」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102ページから107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 | 等流水路の水理設計(その２)についての講義 「水理特性曲線を用いた断面決定法、複断面開水路における流量算定法」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107ページから113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 | 射流・常流・限界流についての講義 「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115ページから121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 | 跳水現象についての講義 「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、跳水長」を学ぶ。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121ページから126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 | オリフィス・堰(刃型せき)についての講義（その１） 「大オリフィス・小オリフィスの取り扱い、オリフィスにおける流量算定法」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84ページから91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 | オリフィス・堰(刃型せき)についての講義（その２） 「刃型せきにおける流量算定法」を学ぶ。水理現象の物理的意味と複素数平面、微分・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94ページから98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 | 排水時間についての講義 「排水時間の計算方法」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91ページから94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 | 開水路不等流(漸変流)(その１)についての講義 「一次元の漸変流の基礎式」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131ページから133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 | 開水路不等流(漸変流)(その２)についての講義 「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。 「広長方形断面水路における不等流の水面形の計算方法(Bresseの方法)」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133ページから143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 | 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します。 |
| 質問への対応 | 授業時間中に対面で質問に対応します． |
| 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 |
専門科目の中でも重要な科目の1つです。本気で取り組むと興味深く理解できる科目です。 |