　　　　　

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	水理学Ⅰ Hydraulic Engineering I	2	E710-01	2024年度３期（前学期）	修学規程第4条を参照

担当教員名
有田　守

＊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.プログラミング

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：指定なしﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：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）
①	K	水理学に現れる物理量を単位付きで表示できる。[0.2K]
②	K	静水圧の計算ができる。[0.2K]
③	K	連続式の計算ができる。[0.15K]
④	K	ベルヌーイの定理が使える。[0.15K]
⑤	K	運動量式の計算ができる。[0.15K]
⑥	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	①	レ	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．
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥	レ
クイズ小テスト	①	レ	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．
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥	レ
レポート	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
成果発表 (口頭・実技)	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
作品	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
ポートフォリオ	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
その他	①	レ	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．
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥	レ

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※
１	【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
２	【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
３	【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
４	【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
５	【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
６	【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
７	【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
８	【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
９	【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 ●Matlabによるプログラミング　繰り返し計算と分岐	講義内容の総括	講義内容について復習を行う	100