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科目の基本情報
| 開講年度 | 2024 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学部 | |
| 受講対象学生 |
学部(学士課程) : 2年次 農業土木学教育コース必修科目 |
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| 選択・必修 | 必修 |
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| 授業科目名 | 基礎水理学 | |
| きそすいりがく | ||
| Basic Hydraulics | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Envi-2331-003
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | 決まり次第連絡します。 | |
| 担当教員 | 伊藤 良栄（生物資源学部共生環境学科） | |
| ITO, Ryoei | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | （内容，背景，必要性など）生命活動を維持するには水の存在が必須である。水道や河川などが身近な水の流れになる。水理学(Hydraulics)は水の流れに関する学ぶ学問である。水理学では水の流れは管路（水道など）と開水路（河川など）に分類される。 （育てたい資質や能力）水理計算に必要な物理・数学の知識の再確認から始め，物理学で学んだ質点系の力学から連続系の力学へと導いていく。できるだけ多くの問題を解きながら管路流れの現象を定量的に理解できるようにする。この授業では主として管路流れについて学び，開水路流れは後期の水理学で学ぶことができる。 （DP,CPとの関連）三重大学の目標である４つの力のうち「感じる力」「考える力」「コミュニケーション力」「生きる力」を身につけ、生物資源学部のDPである(2) 専門分野等に関する基本的な知識と技術、経験、(3) 科学的で論理的な思考力、計画的に問題の解決に取り組む力の修得を目指す。 （三重県や地域に関わる内容）該当しない |
|---|---|
| 学修の目的 | 水利施設の設計・施工・維持管理に必要な水理現象の定量的な理解ができるようになることを目的とする。また、テクニカルタームの英語名を覚え、将来的に英語文献が読めるようになる。3年次に開講される水理実験を受講する学生は水理学に関する専門的な基礎知識と技能を修得することを目的とする。 |
| 学修の到達目標 | 主として管水路における水の流れの状態を定量的に把握するための基礎技術とその応用法を修得する。そのため以下の学習到達目標を設定する。 （知識） ・次元や単位について理解できるようになる。 ・静水圧分布の計算ができるようになる。 ・管路流れの分類と関連する無次元量が説明できるようになる。 ・ベルヌーイの定理を理解し，応用問題が解けるようになる。 ・管路の各種損失に関する問題が解けるようになる。 （態度） 関連科目や事前学習で学んだ知識を用いて課題問題を自らの力で解く習慣が身につく。 （技能） 水理現象を定量的に理解できるようになり，具体的な問題を解くことができるようになる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 欠席回数が基準を超えたものは、定期試験を受けることができません。基準については講義の中で口頭で説明します。 以下の点数の合計が60%以上の者を合格とする。 （知識）講義期間中に数回実施される小テスト(30%)および定期試験(50％) （態度）毎回の講義後に出題される課題問題の回答内容について評価される(10％) （技能）課題問題，小テスト，定期試験で出題される問題における数値の取り扱い方が評価される(10％)。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 |
Moodleを活用する授業 |
| 授業アンケート結果を受けての改善点 | 講義や質疑などでMoodleを活用する。過去の授業動画や水理実験室で流れの様子を実際に撮影した動画などを利用して，授業内容の理解に必要な基礎知識の復習を行う。また，国家公務員採用試験問題を積極的に活用し，計算問題に慣れ親しむようにする。 |
| 教科書 | 基礎から学ぶ水理学，岡澤宏 [ほか] 共著， 理工図書，ISBN:9784844608615 [4844608614] |
| 参考書 | 水理学 : 流れ学の基礎と応用，島田正志著， 東京大学出版会，ISBN:9784130628150[4130628151] 水理学. 改訂2版，玉井信行, 有田正光共編 ; 浅枝隆 [ほか] 共著，オーム社，ISBN:9784274216732 [427421673X] 水理学演習，鈴木幸一著，森北出版，ISBN:9784627426108 [4627426100] |
| オフィスアワー | 原則，授業終了後 |
| 受講要件 | 関数電卓（2/3乗の計算が出てきます） |
| 予め履修が望ましい科目 | 物理学Iおよび物理学IIを受講し，内容を理解していること。 |
| 発展科目 | 水理学，かんがい排水学，水理実験，水環境工学 |
| その他 |
教員免許・各種資格取得に関連した科目 (注 : 必ず入学年度の学修（習）要項で確認してください) 教員免許・各種資格取得に関連した科目 (注 : 必ず入学年度の学修（習）要項で確認してください) 測量士補資格取得必修科目（共生環境学科 農業土木学教育コース） |
授業計画
| MoodleのコースURL |
https://moodle.mie-u.ac.jp/moodle35/course/view.php?id=13882 |
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| キーワード | 水環境，次元と単位，連続式，エネルギー方程式，水圧，層流，乱流，摩擦損失，エネルギー線，マニング式，径深，定常流，不等流，等流水深，限界水深，ベンチュリーメーター |
|---|---|
| Key Word(s) | Water environment, dimensions and units, mass balance, energy balance, waer pressure, laminar flow, turbulence, friction loss, energy lines, Manning's formula, hydraulic radius, steady flow, non-uniform flow, uniform flow depth, critical depth,venturi meter |
| 学修内容 | １）ガイダンス 講義の全体的概要と意義の説明 ２）次元と単位，有効数字，保存則 ３）質点系力学と連続体力学の違い ４）静水圧（縦、横、斜め）（１） ５）静水圧（縦、横、斜め）（２） ６）1～5に関する小テスト ７）流れの分類，流線 ８）ベルヌーイの定理，動水勾配線，ピエゾ水頭 ９）管水路流れ（摩擦損失，平均流速公式） １０）管水路流れ（エネルギー損失とマニング式） １１）7～10に関する小テスト １２）ピトー管、沸騰、サイホン、キャビテーション １３）ベンチュリー管，水力発電，揚水 １４）分岐・合流管水路 １５）12～14に関する小テスト １６）定期試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 【事前学修】物理学Iやこの授業の教科書を読み，例題を実際に自分で解くこと。その週までに学んだ知識を確実に自分のものとしておかないと，その回学ぶ内容だけでは課題問題を解くことができないので，必要の応じて過去回の内容も振り返ること。 【学習課題・事後学修】毎回、授業中にその単元に関する基本的な課題を課すので，実際に問題を解いて，決められた期日まで提出すること。 第１回 事前：物理学Iの復習と理解 事後：物理学Iに関する演習問題 第２回 事前：次元と単位，有効数字，保存則の予習 事後：次元と単位，有効数字，保存則に関する演習問題 第３回 事前：質点系力学の復習 事後：連続体力学に関する演習問題 第４回 事前：静水圧の予習 事後：静水圧に関する演習問題 第５回 事前：静水圧の予習 事後：静水圧に関する演習問題 第６回 事前：第１回〜第５回までの復習 事後：正答例を参考に見直し 第７回 事前：流れの分類，流線の予習 事後：流れの分類，流線に関する演習問題 第８回 事前：ベルヌーイの定理，動水勾配線，ピエゾ水頭の予習 事後：ベルヌーイの定理，動水勾配線，ピエゾ水頭に関する演習問題 第９回 事前：管水路流れ（摩擦損失，平均流速公式）の予習 事後：管水路流れ（摩擦損失，平均流速公式）に関する演習問題 第１０回 事前：管水路流れ（エネルギー損失とマニング式）の予習 事後：管水路流れ（エネルギー損失とマニング式）に関する演習問題 第１１回 事前：第７回〜１０回までの復習 事後：正答例を参考に見直し 第１２回 事前：ピトー管、沸騰、サイホン、キャビテーションの予習 事後：ピトー管、沸騰、サイホン、キャビテーションに関する演習問題 第１３回 事前：ベンチュリー管，水力発電，揚水の予習 事後：ベンチュリー管，水力発電，揚水に関する演習問題 第１４回 事前：分岐・合流管水路の予習 事後：分岐・合流管水路に関する演習問題 第１５回 事前：第１２回〜１４回までの復習 事後：正答例を参考に見直し |
| 事前学修の時間:60分/回 事後学修の時間:180分/回 |