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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 環境土木工学科(2018年度入学〜)
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
水の流れⅠ
Hydraulic Engineering I
2 E710-01 2022年度
3期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.流体力学基礎 2.静水力学 3.連続式 4.ベルヌーイの定理 5.定常管路流 環境土木工学科の基礎としての水理学を学ぶ.水理学は,河川工学,海岸工学,環境工学, 水道工学の基礎となっている.日本の国土面積は世界で60位であるが,EEZと含める領海 の面積は世界第9位の海洋国家である.故に,海洋,海岸,河川の開発,保全に土木技術者 として深く関わることが多く,深い理解が要求される.本科目では,水理学の基礎を学ぶ上 で重要である流体力学の基礎,静止流体,管路の問題を理解することを目標とする.
授業の概要および学習上の助言
流れの基礎である,完全流体に関するマクロ的な理論を扱う.完全流体とは摩擦のない架空の流体であるが,水理学の基礎 を学ぶ上で非常に重要である.  本講では,流体の力学基本式である,連続式(質量保存則),ベルヌーイの定理(エネルギー保存則),運動量保存則を解 説し演習問題を解くことにより理解を深める.  また,水力学では質点系力学にはない圧力の概念が重要であるため上記の問題を扱う事によりその重要性を理解する.具体 的な講義での項目は,下記に上げる6項目に関して理解を深めることを目標とする. 1.流体の力学基礎 2.静水力学 3.連続の式 4.ベルヌーイの定理 5.管路における損失の問題 6.管網の問題
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:指定なし 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
本科目の受講前に,「土木数理」「環境・建築系数理」を習得しておくことが望ましい.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
K 水理学に現れる物理量を単位付きで表示できる。[0.2K]
K 静水圧の計算ができる。[0.2K]
K 連続式の計算ができる。[0.15K]
K ベルヌーイの定理が使える。[0.15K]
K 運動量式の計算ができる。[0.15K]
K 管路,開水路の計算ができる。[0.15K]
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 40 0 0 0 0 20 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 40 0 0 0 0 20 100
総合力指標 知識を取り込む力 20 20 0 0 0 0 0 40
思考・推論・創造する力 20 20 0 0 0 0 0 40
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 0 0
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 20 20
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 達成度確認試験1,2により,知識を取り込む力,思考・推論・創造する力が評価される. 出題対象は,講義の全範囲とする.
クイズ
小テスト
キーワードに関連した演習問題のクイズを適宜実施することにより理解を深める.
レポート
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 その他において,学習に取り組む姿勢・意欲が評価される.  大学における専門科目に対する学習態度で臨んでいない場合は,大幅に減点される.
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
●流体に関する物理量を単位付きで表記でき,完全流体に関し て説明ができる. ●静水力学において,圧力分布,アルキメデスの原理,パスカ ルの原理を理解している. ●流体の質量保存則である連続式に関して理解している. ●流体のエネルギー保存則であるベルヌーイの定理に関して説 明ができる. ●運動量式に関して説明ができる. ●定常管路流の計算ができる. ●流体に関する物理量を単位付きで表記でき,完全流体,ニュ ートン流体に関して説明ができる. ●静水力学において,圧力分布,アルキメデスの原理,パスカ ルの原理を理解している.また,浮体の安定,不安定問題につ いても理解している. ●流体の質量保存則である連続式に関して理解し,オイラー的 観測,ラグランジュ的観測に関して説明ができる. ●流体のエネルギー保存則であるベルヌーイの定理に関して説 明ができる. ●運動量式に関して説明ができる. ●定常管路流の計算ができる. ●定常開水路の計算ができる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
【概要】 ●講師の紹介,授業の説明,成績評価に関わる内容を 確認する。 【水の性質】 ●水を表す物理量 ●水理で重要な単位 ●表面張力 ●毛管現象 ●粘性 1.講師の紹介,授業運営, 成績評価に関する説明 2.水の性質に関する講義 3.小テスト 講義後、必ず復習をして理解を深 めるとともに、疑問箇所を明確に する. 100
【静水圧1】 ●静水圧の性質 ●ゲージ圧と絶対圧 ●圧力の測定(マノメータ) 1.静水圧1に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
【静水圧2】 ●パスカルの原理 ●水平・鉛直な平面に作用する水圧 1.静水圧2に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
【静水圧3】 ●傾斜面に作用する全水圧 ●水平図形と水圧 1.静水圧3に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
【静水圧4】 ●曲面に作用する全水圧 ●投影面が重なる場合の取扱 1.静水圧4に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
【静水圧5】 ●アルキメデスの原理 ●浮力と浮体の安定 1.水の運動1に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
【達成度確認試験1】 ●水の性質 ●静水圧 に関する達成度確認試験の実施と自己点検 1.達成度確認試験 2.試験問題の解説 講義内容の復習と試験問題の復習 100
【水の運動1】 ●流速と流量 ●管水路と開水路 1.水の運動1に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
【水の運動2】 ●層流と乱流 ●定常流と非定常流 ●等流と不等流 1.水の運動2に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
10 【水の運動3】 ●連続の式 ●ベルヌーイの定理 1.水の運動4に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
11 【水の運動4】 ●ベンチュリーメーター ●ピトー管 1.水の運動4に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
12 【水の運動5】 ●粘性流体のベルヌーイの定理 ●開水路のベルヌーイの定理 1.水の運動5に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
13 【水の運動6】 ●管水路の流速分布・平均流速 ●開水路の流速分布・平均流速 ●平均流公式(実用公式) 1.水の運動6に関する講義 2.講義内容に関する演習問 題の解説 3.小テスト 4.小テストの解説 講義内容を講義ノートとの穴埋め 箇所と講義資料と対応づけて理解 し,適宜ノートをとるとともに, 疑問箇所は曖昧にせずに質問する . 100
14 【達成度確認試験2】 ●水の運動 に関する達成度確認試験の実施と自己点検 1.達成度確認試験 2.試験問題の解説 講義内容の復習と試験問題の復習 100
15 【自己点検】 ●静水圧,水の運動に関する復習 講義内容の総括 講義内容について復習を行う 100