| 本科 | 選択・必修 | 開設時期 | 単位数 | 授業形態 | 担 当 | |||
| 土木建築 | 必修 | 3年 | 2 | 講義 | 佐賀孝徳 | |||
| 【授業の概要】 静水力学では、次元、次元式について学習した後、圧力の３性質、全圧力、圧力の作用点、浮力、浮体の安定、相対的静止を学習する。動水力学では、完全流体として、エネルギー保存則（ベルヌーイの定理）、質量保存則（連続の式）、運動量保存則（運動量保存則）を基礎式の導出、問題演習を通して学習する。 | ||||||||
| 【授業の進め方】 毎回の講義には、学習シートを用いて、その講義の目的（内容）を最初に示し、内容の理解度チェック項目をさまざま準備することで、理解度チェックを学生、教官双方向から可能とする。また、学生からの要望に対応できるようにする。必要に応じ測量機材の実習を理解度向上のために行う。 | ||||||||
| 【授業計画】 | 【授業項目】 | 【内 容】 | ||||||
| 1 回 | 水理学基礎のガイダンスを行う。 | 水理学、流体力学では何を学ぶのか。また、学んで、どのような現象が理解できるのかを学習する。 | ||||||
| 2 回 | 次元、次元式、単位系を学習する。 | 物理量を次元式で表すことを学習する。LMT,LFT系の相違、絶対単位、工学単位についても学ぶ。 | ||||||
| 3 回 | 流体の物理的諸性質 | 流体の密度、単位重量、圧縮性、粘性について学習する。 | ||||||
| 4 回 | 圧力体験を学習する。 | プリントを用いて、圧力体験について学習する。 | ||||||
| 5 回 | 静水圧を学ぶ。 | 静水圧の強さ、静水圧の性質、絶対圧、ゲージ圧の相違について学習する。 | ||||||
| 6 回 | 鉛直な平面に作用する静水圧 | 鉛直な平板に作用する全静水圧、圧力の作用点を学習する。 | ||||||
| 7 回 | 液柱計（マノメーター） | いろいろな液柱計の圧力の計算を学習する。 | ||||||
| 8 回 | 静水力学の総復習 | 第１〜7週までの総復習、演習問題を行う | ||||||
| 9 回 | 中間試験 | 次元式、圧力の性質、鉛直な平板に作用する力、液柱計の圧力を問う。 | ||||||
| 10 回 | 解答と傾斜した平板に作用する静水圧 | 傾斜した平板に作用する全静水圧、作用点について学習する。 | ||||||
| 11 回 | 曲面に作用する静水圧 | 曲面に作用する全静水圧、作用点について学習する。 | ||||||
| 12 回 | 傾斜した平板、曲面に作用する静水圧の計算演習 | 傾斜平板、曲面に働く静水圧について演習により学習する。 | ||||||
| 13 回 | 浮力、アルキメデスの原理 | 浮力の導出、アルキメデスの原理について学習する。 | ||||||
| 14 回 | 浮体の安定計算の導出と演習 | 浮体の安定計算の基礎式の導出、演習について学習する。 | ||||||
| 期末試験 | 傾斜した平板、局面に作用する全静水圧、作用点、浮力、浮体の安定について試験を行う。 | |||||||
| 15 回 | 答案返却など | 試験の解説をする。 浮体の安定計算を演習により学習する。 |
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| 16 回 | 浮体の安定計算の演習その2 | 浮体の安定計算を演習により学習する。 | ||||||
| 17 回 | 相対的静止の問題 | 流体静力学の基礎式と等圧面について学習する。 | ||||||
| 18 回 | 相対的静止の問題の演習 | 加速度の加わる流体の水面形を演習により学習する。 | ||||||
| 19 回 | 完全流体の流れの基礎 | 完全流体の分類、流線、流跡線、流脈線について学習する。 | ||||||
| 20 回 | 水の流れ（質量保存則）を学習する。 | 流体の時空間の運動の取り扱いについて学習する。その中でも、質量保存則である「連続の式」を学ぶ。 | ||||||
| 21 回 | オイラーの運動方程式を導出する。 | 完全流体の運動方程式であるオイラーの運動方程式を導出する。 | ||||||
| 22 回 | ベルヌーイの定理（エネルギー保存則）を学習する。 | オイラーの運動方程式を積分して、ベルヌーイの定理を導出する。また、その演習を行う。 | ||||||
| 23 回 | 中間試験 | 相対的静止、完全流体の流れ、質量保存則、エネルギー保存則（ベルヌーイの定理）について試験を行う。 | ||||||
| 24 回 | 貯水槽から排出する管の圧力分布ピトー管等 | 試験の解説をする。ベルヌーイの定理、連続の式よりいろいろな流れについて流速、圧力等を計算する。 | ||||||
| 25 回 | ベンチュリ管、演習 | 連続の式、ベルヌーイの定理について、演習により学習する。 | ||||||
| 26 回 | 運動量保存則 | 流体の運動量保存則を導出する。 | ||||||
| 27 回 | 運動量保存則の演習１ | 平板に作用する力を計算する。 | ||||||
| 28 回 | 運動量保存則の演習２ | 局面に作用する力を計算する。オリフィス板に作用する力を計算する。 | ||||||
| 29 回 | 運動量保存則の演習３ | 運動量保存則の総復習を行う。（ベルヌーイ、連続の式も同時に用いる。） | ||||||
| 期末試験 | 運動量保存則について、ベルヌーイ定理、連続の式も用いて理解度を確認する試験を行う。 | |||||||
| 30 回 | 答案返却など | 試験の解答と解説を行う。1年間の学習について質問時間を設ける。 | ||||||
| 【到達目標】 | 静水力学では、物体に作用する全圧力、作用点、浮力、浮体の安定が計算できる。動水力学では、ベルヌーイの定理、連続の式、運動量保存則を管路等に適用し計算することができる。 | 【徳山高専学習・教育目標】 | A1 | 【JABEE基準】 | ||||
| 【評価法】 | １）4回の試験結果を８０％、学習シートを含めた学習履歴を２０％で総合評価する。 ２）学年末評価計算式 最終評価点＝（前期中間+前期末+後期中間+後期末+ポートフォリオ）/5 ３）ポートフォリオの評価 a学習シートの問題を理解し正確に解答している。また、課題、まとめ、試験のやり直しが正確に出来ている（１００％） b学習シートは全てできているが、課題、試験のやり直しが出来ていない（５０％） cどちらも出来ていない（評価に値しない） | |||||||
| 【テキスト】 | 大西外明「最新水理学I」 森北出版 参考図書 「水理学演習」椿東一郎著 森北出版 | |||||||
| 【関連科目】 | 水理学（4年）、河海工学（5年）、水理科学（専攻科1年）、応用水理学（専攻科2年） | |||||||