デザイン工学部Faculty of Enginneering and Design
CST200NC(土木工学 / Civil engineering 200)水理学1及演習YTheory and Practice of Hydraulics 1
鈴木 善晴Yoshiharu SUZUKI
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | デザイン工学部Faculty of Enginneering and Design |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2023 |
授業コードClass code | B3607 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 春学期授業/Spring |
曜日・時限Day/Period | 火1/Tue.1,火2/Tue.2 |
科目種別Class Type | |
キャンパスCampus | 市ヶ谷 |
教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
配当年次Grade | |
単位数Credit(s) | |
備考(履修条件等)Notes | |
他学部公開科目Open Program | |
他学部公開(履修条件等)Open Program (Notes) | |
グローバル・オープン科目Global Open Program | |
成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
成績優秀者の他学部科目履修(履修条件等)Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
SDGsCPSDGs CP | |
アーバンデザインCPUrban Design CP | |
ダイバーシティCPDiversity CP | |
未来教室CPLearning for the Future CP | |
カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
千代田コンソ単位互換提供(他大学向け)Chiyoda Campus Consortium | |
選択・必修Optional/Compulsory | 必修 |
入学年度Admission year | |
カテゴリー(2023年度~)Category (2023~) |
都市環境デザイン工学科 専門科目 基礎科目 |
カテゴリー(2019~2022年度)Category (2019~2022) |
都市環境デザイン工学科 専門科目 基礎科目 |
カテゴリー(招聘学科)Category | 都市 |
すべて開くShow all
すべて閉じるHide All
Outline (in English)
This course is designed to teach scientific fundamentals of water flow mechanisms necessary for solving engineering problems in rivers, oceans, aquifers, waterworks, sewers and more. The course is taught through a combination of lectures and exercises so that students enrich their understanding of basic hydraulics as well as learn how to apply the techniques to engineering practices. Students are expected to deeply understand the scientific meaning of hydraulic theory and formulae and stretch their imagination on how hydrodynamics is involved in various phenomena in nature. Through this style of learning, students will gain valuable insight into the world of hydraulics. Before/after each class meeting, students will be expected to spend four hours to understand the course content. Grading will be decided based on personal study notebooks (20%), in-class exercises (20%), homework reports (30%), and term-end examination (30%).
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的(何を学ぶか)Outline and objectives
河川・海洋・上下水道などに関連した水工学分野の学習に欠かすことの出来ない「水の流れの原理」を学ぶ基礎科目で,講義と平行して問題演習を数多くこなし基礎知識の定着を目指すとともに,それらの知識が水工学上の問題に対してどのように応用されるかを学習する.いくつかの重要な公式や専門用語を単に覚えるだけではなく,それらの意味するところを理解するとともに様々な水理現象に関するイメージを掴むことで,水理学の面白さや巧妙さを実感して欲しい.
到達目標Goal
都市環境デザイン工学科の「学習・教育目標(JABEE)」における割合は,C(工学基礎学力):20%,D(専門基礎学力):50%,E(専門知識の活用・応用能力):30%である.具体的には,①問題演習を繰り返すことで,水工学分野の専門学習に耐えうる十分な基礎知識と応用力を習得する(D,E),②技術者に必要な新たな専門知識を独力で習得できるだけの基礎的素養を身に付ける(C),などが本授業における到達目標となる.
【修得できる能力】*【修得できる能力】*
- (A)歴史・文化・自然の理解・尊重:
- (B)技術者倫理:
- (C)工学基礎学力:20%
- (D)専門基礎学力:50%
- (E)専門知識の活用・応用能力:30%
- (F)総合デザイン能力:
- (G)コミュニケーション能力:
- (H)継続的学習能力:
- (I)業務遂行能力:
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか(該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連)Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
デザイン工学部建築学科ディプロマポリシーのうち、「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)(学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. )
配付資料を用いた講義および問題演習を行う(授業開始前に配布資料を学習支援システムからダウンロード,貸与ノートPC等で資料を参照しながら受講).授業の前半は,次元や単位系,水の密度と比重など高校における学習内容の復習を含む物理の基礎について学習するとともに,完全流体の力学やベルヌーイの定理などの水理学の基礎的内容を理解・習得する.また,授業の後半は,管水路の流れや開水路の流れなど実在流体の力学について学習し,水工学上の応用例の理解や計算力の習得を目指す.
2コマの授業時間のうち,基礎知識と例題の学習に1コマ(前週の復習およびフィードバックを含む),問題演習とその自己採点に1コマ程度の時間配分で授業を実施する.初めに各回の学習内容に関する解説を聴きながら配布資料の要点を理解したうえで,各自で「学習ノート」の作成を開始する.次に「演習問題」についてヒントや例題を参照しながら各自で解答,その後,解答例を参照しながら自己採点および解答訂正を行う.
授業時間外の学習課題として各回の学習内容に関する「宿題レポート」を課すとともに,授業全体の総括・復習として第14回に期末試験を実施する.
アクティブラーニング(グループディスカッション、ディベート等)の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク(学外での実習等)の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching:対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
①[対面/face to face]:水理学の基礎
次元と単位系,絶対単位系と工学単位系,水の密度と比重,流体の粘性と圧縮性
②[対面/face to face]:静水力学(1)
静水圧の基礎,絶対圧とゲージ圧,パスカルの原理,マノメータ
③[対面/face to face]:静水力学(2)
鉛直平面および傾斜平面に働く静水圧,図心と断面二次モーメント
④[対面/face to face]:静水力学(3)
曲面に働く静水圧,浮体の安定,重心と浮心,アルキメデスの原理
⑤[対面/face to face]:完全流体の力学(1)
流体運動の基礎,流線・流跡線の方程式,ベルヌーイの定理,連続の式,1次元解析法
⑥[対面/face to face]:完全流体の力学(2)
ベルヌーイの定理の応用(ベンチュリ管,ピトー管,オリフィス,トリチェリの定理)
⑦[対面/face to face]:完全流体の力学(3) 運動量の法則(1)
ベルヌーイの定理の適用条件・成立条件,運動量フラックス,検査領域と運動量方程式
⑧[対面/face to face]:運動量の法則(2)
運動量の法則の応用(噴流が壁面に及ぼす力,流れが曲がり管に及ぼす力,跳水・段波)
⑨[対面/face to face]:管水路の流れ(1)
層流と乱流,エネルギー損失を考慮したベルヌーイの定理,摩擦損失・形状損失水頭
⑩[対面/face to face]:管水路の流れ(2)
ダルシー・ワイズバッハの式と摩擦損失係数,エネルギー線・動水勾配線,サイフォン
⑪[対面/face to face]:管水路の流れ(3) 開水路の流れ(1)
管水路の流れの応用(水車,ポンプ),開水路におけるベルヌーイの定理,常流と射流
⑫[対面/face to face]:開水路の流れ(2)
比エネルギーと限界水深,等流水深と限界勾配,マニングの流速公式,漸変流の水面形
⑬[対面/face to face]:開水路の流れ(3) 全体の補足説明
開水路の流れの応用(跳水,経済断面),第1回から第13回までの補足説明
⑭[対面/face to face]:総括・復習
第1回から第13回までの総括および復習として期末試験を実施
授業時間外の学習(準備学習・復習・宿題等)Work to be done outside of class (preparation, etc.)
「学習ノート」の作成と並行して「宿題レポート」に取り組み,各回の学習内容に対する理解向上に努める.また,次回授業時に配布される宿題レポートの解答例を参照し,自己採点・解答訂正を行いながら各自で復習を行う.本授業の準備学習・復習時間は各2時間を標準とする.
テキスト(教科書)Textbooks
下記テキストを購入したうえで毎回の授業時に必ず持参すること(期末試験時も持ち込み可).
○「水理学(土木・環境系コアテキストシリーズD-1)」,竹原幸生,コロナ社.
参考書References
必要に応じて授業の際に参考文献を紹介する.
成績評価の方法と基準Grading criteria
学習ノートの内容20%,演習問題への取り組み20%,宿題レポートへの取り組み30%,期末試験30%の配点とし,その合計点により評価を行う.合計点が60点以上70点未満はC(C-,C+を含む),70点以上80点未満はB(B-,B+を含む),80点以上90点未満はA(A-,A+を含む),90点以上はSとして評価する.
ただし,全28コマ(各回2コマ)の講義のうち欠席回数が6コマを超えた場合,あるいは期末試験を欠席した場合は単位取得を認めない(評価DまたはEとする).また,遅刻2回ごとに欠席1コマの扱いとする.
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特になし
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
配布資料(PDFファイル)をPC等で参照しながら受講する必要があるため,「貸与ノートPC」(あるいはそれに代わる機材)を必ず持参すること.授業時間内に演習問題や期末試験の答案を撮影するための「カメラ機能付き機材(スマートフォン等)」も併せて持参する.また,演習問題や期末試験の際に「関数電卓」が必要となる場合があるので各自で準備しておくこと.
その他の重要事項Others
交通機関の遅延による遅刻,学生証の持参忘れやタッチ忘れについては,それぞれ原則1回のみ配慮する(2回目以降の申し出は特別な事情がない限り無効とし,遅刻または欠席扱い).