- 開講元
- 土木・環境工学科
- 授業形態
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 木5-8(水理実験室)
- クラス
- -
- 科目コード
- ZUT.B330
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 1-2Q
- シラバス更新日
- 2016年1月11日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
水理学実験は、講義で学習した水の流れに関わる基本原理を、4つの異なる実験（堰の流れ、波の流れ、開水路の流れ、管路の流れ）を通してさらに深く理解し体得するねらいがある。最終授業では、ペットボトルロケットを作成して、コンテストを実施することにより，学生が自主的・創造的に取り組む力も養成している。授業効果を評価する方法として、学生が実験前に関連する理論を修得しているか確認するための「前試問」、実験時の取り組み姿勢・リーダーシップ、実験後に実験結果を考察させ理解度を測る「後試問」を通して評価している。
到達目標
本科目を履修することによって次の能力を修得する。
１）ポテンシャル流れにおける圧力や流速特性など、刃型堰を越える流れについての測定、解析、考察を行うことができる。
２）波高、流速、水粒子軌道など、水の波の理論や性質についての測定、解析、考察を行うことができる。
３）円管路内を流れる層流と乱流に作用する抵抗則について測定、解析、考察を行うことができる。
４）跳水や物体周りの流れなど、開水路流れ（自由表面をもつ流れ）について測定、解析、考察を行うことができる。
５）流体力学に基づき、自主的・創造的にペットボトルロケットを作製することができる。
キーワード
刃型堰、ポテンシャル流れ、フローネット、水の波、管路、層流、乱流、抵抗則、開水路、跳水、物体周り流れ、ペットボトルロケットコンテスト
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
水理学実験は、(i)前試問、(ii)実験装置・手順の説明、(iii)実験、(iv)後試問を各実験について実施する。また、授業最後にペットボトルロケットコンテストを行う。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 刃型堰を越える流れ（急変流）、フローネットの作成、マノメータやピトー管による流速と圧力分布の測定 | フローネットを用いた流速・圧力分布推定や刃型堰の流量等に関わるデータ解析と考察 |
| 第2回 | 水の波の理論と性質、水粒子軌跡や浅水変形の観察、波高や波速の測定 | 実験データと微小振幅波理論との比較や流体運動の特徴等に関する解析と考察 |
| 第3回 | 管路の流れ、ピエゾ水頭・流量・レイノルズ数の測定、円管路内を流れる層流と乱流に作用する抵抗の算出 | 動水勾配線の作成、摩擦損失とレイノルズ数の関係等に関する解析と考察 |
| 第4回 | 開水路の流れ、跳水のスケッチならびに水深・流速測定、等流での流速分布測定、物体周りの流れの観察と抗力の測定 | 比エネルギー、対数則、物体に働く抗力等に関するデータ解析と考察 |
| 第5回 | ペットボトルロケットコンテスト、試射会、プレゼンテーション、発射会 | 流体力学的考察に基づくロケットの設計と作成 |
教科書
日野幹雄『明解水理学』, 出版社: 丸善 (1983/01), ISBN-13: 978-4621027783
参考書、講義資料等
禰津家久・富永晃宏著『水理学』、出版社: 朝倉書店 (2000/04)、ISBN-13: 978-4254261394
成績評価の基準及び方法
水理学実験では、各実験についての「前試問」、「実験」、「後試問」ならびにペットボトルロケットコンテストにおいての理解度と取組姿勢で評価する。水理学実験の配点は、前試問(8%)、実験(16%)、後試問(24%)、レポート(32%)、ペットボトルロケットコンテスト(20%)
関連する科目
- 水理学第一（CVE.B201）
- 水理学第二(CVE.B202）
- 水環境工学（CVE.G310）
- 海岸・海洋工学（CVE.B310）
- 河川工学（CVE.B311）
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
水理学第一（CVE.B201）, 水理学第二(CVE.B202）
