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科目の基本情報
| 開講年度 | 2023 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学部 | |
| 受講対象学生 |
共生環境学科・農業土木学教育コース 学部(学士課程) : 3年次 他実験科目と連動する通年科目のため農業土木学教育コース学生を対象としています |
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| 選択・必修 | 必修 教育コース必修科目（農業土木コース） |
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| 授業科目名 | 水理実験 | |
| すいりじっけん | ||
| Engineering Hydraulics Laboratory | ||
| 単位数 | 1 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Envi-2333-001
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
通年 |
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| 開講時間 |
火曜日 5, 6, 7, 8時限; 金曜日 5, 6, 7, 8時限 前期金曜日午後、後期火曜日午後に開講される（学生実験なので定刻に終わらないことがあります） |
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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 | 水理実験室 | |
| 担当教員 | 近藤 雅秋(生物資源学部共生環境学科), 伊藤 良栄(生物資源学部共生環境学科), 藤山 宗（地域共創展開センター） | |
| KONDO, Masaaki; ITO, Ryoei; FUJIYAMA So | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | ○前期の履修登録について ①履修登録時点では、金曜日午後には何も履修申告しない ②初回授業のガイダンスのときにグループ分け ③修正申告期間で履修登録する ○履修登録について ①１班は水理実験と材料実験のそれぞれAグループにチェックし、２班は同様に各実験のBグループにチェックする ②履修登録は全員が前期に行うこと ③学期ごとに受講した科目にあわせて単位が認定される予定です * 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）基礎水理学および水理学で学んだ内容について，実際に実験してデータを解析することにより理解を深める。内容は管水路、開水路の実験に大別される。 （育てたい資質や能力）流れの性質・分類から始め,基礎的な水理量の測定,支配方程式を用いた各種解析へと進み,流れ場における物質収支までを扱うことができる能力を身につけることを目指す。 （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 | この科目は、水の流れや水利用に関する実験を行い、管水路,開水路流れなどに関する基礎的な事項の理解を深めるための実験です。この科目を受講する学生は、社会で求められる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 | 管水路および開水路など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）座学で得た基礎知識と実験で観察測定した水理現象や水理量とを整合性をもって説明できるようになる。 （態度）授業内容を自分なりに理解し発展させることができるようになる。また、グループ活動に求められる基本的な態度や自覚を促すことができるようになる。 （技能）レポート作成を通じて、基本的なデータ整理の仕方を養うことができる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 実験結果の整理(表,グラフ)(50％)、レポート課題(20％)、考察(20％)、遅刻・レポート提出期限(10％)。優：80%以上、良：70%以上80%未満、可：60%以上70%未満、不可：60%未満、欠席は認めない。 （知識）毎回の実験テーマに沿って出題されるレポート課題の内容について評価される(20％) （態度）毎回の実験テーマに関する考察(20％)で評価される。さらに、遅刻・レポート提出期限(10％)も評価対象としている。 （技能）毎回の実験で得られる実験結果の整理として作成する表やグラフについて評価される(50％)。 |
| 授業の方法 | 実験 |
| 授業の特徴 |
Moodleを活用する授業 その他、能動的要素を加えた授業（ミニッツペーパー、シャトルカードなど） |
| 授業改善の工夫 | TAをより活用し,同時並行で複数の実験を行い,少人数(5～6名)の班ごとに実験が行えるようにする。自習およびレポート作成のために、関連英語キーワード、データシート、関連資料などをMoodleに上げておく。さらに、掲示板を利用した討論などにより、学生と教員の情報共有をはかり、今後の授業改善に役立てたい。 伊藤担当分では毎週実験に関連するキーワードについて担当の学生が資料を作成し，説明を行う。また，国家公務員採用試験の過去問も活用していく。 |
| 教科書 | テキスト=実験手順等を記した資料を配布する. |
| 参考書 | 参考書=椿東一郎・荒木正夫著「水理学演習(上下)」森北出版社、玉井有田編「水理学」オーム社、長岡裕著「Excelで学ぶ水理学」オーム社 |
| オフィスアワー | 随時(近藤) 原則,実験終了後(伊藤) |
| 受講要件 | 基礎水理学および水理学の内容を理解しておくこと。学生教育研究災害傷害保険には必ず加入すること。 |
| 予め履修が望ましい科目 | 基礎水理学および水理学 |
| 発展科目 | 卒業研究 |
| 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) 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 |
作成後連絡します |
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| キーワード | 管水路,開水路,浸透流,層流・乱流,常流・射流,流量・流速測定,ベルヌイの定理 |
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| Key Word(s) | pipe channel, open channel, infiltration flow, laminar flow and turbulent flow, subcritical flow and supercritical flow, measurement of flow discharge and flow velocity, Bernoulli theorem |
| 学修内容 | 第1回 ガイダンス : 器具の扱い方,実験場の注意,レポート作成要領 第2回 管水路の流れの性質とレイノルズ数 : 層流,乱流,レイノルズ数 第3回 管水路の流量測定 : ベンチュリ計,流量係数,ベルヌイの定理 第4回 管水路の摩擦抵抗1 : いろいろな損失係数,摩擦損失係数,エネルギー線,動水勾配線 第5回 管水路の摩擦抵抗2:摩擦損失係数,粗度係数,管径と摩擦損失の関係 第6回 堤体浸透:浸透流、透水係数、ダルシー則、ポテンシャル流、流線、等ポテンシャル線 第7回 揚水試験:水位低下・回復曲線,フォルヒハイマーの浅井戸公式,透水係数 第8回 揚水試験の解析：数値解と実測値との比較、透水係数の推定、ノートPC持参 第9回 開水路流れの分類: 自由水面,常流・射流,フルード数,限界流,長波の伝播速度 第10回 オリフィス:ベルヌイの定理,トリチェリの定理,ベナ・コントラクタ,流量係数 第11回 ピトー管を用いた流速測定: ベルヌイの定理,ピトー管,水頭,速度対数則,カルマン定数,レイノルズ応力 第12回 三角ゼキによる流量測定: 流量測定,JISの流量公式,限界流,四角堰,三角堰 第13回 開水路の流量測定 : 流速測定,流速計,浮子法,一点法・二点法 第14回 不等流水面形の数値計算: 差分化,正確度,ルンゲ・クッタ法,表計算、ノートPC持参 第15回 レーザ変位計を用いた粗度係数計測: レーザ変位計,損失水頭,Manningの粗度係数、ノートPC持参 なお、実験班の編成により、実際に実験する順番が変わる場合があるので注意すること。受講生はコンクリート・土質材料実験と年半期で交代する。実験時でのデータ整理・グラフ作成、数値計算にノートPCを活用する。ノートPCは受講前に各種updateを済ませておくこと。 |
| 事前・事後学修の内容 | 【事前学修】前もって実験目的・方法を記述したテキストを配布するので、読んでおくこと。班員同士で実験の打ち合わせを済ませておくこと。実験の目的や実験方法を整理する、実験テーマに関して考察につながる着想を班員で討議してもよく、授業後に執筆するレポートに活用してよい。 【学習課題・事後学修】毎回、実験後、データ・グラフを整理・作成して実験結果を考察し、配布された課題に答えること。以上を１週間以内にレポートにまとめて、翌週の実験前日までに提出すること。 第1回 事前：基礎水理学，水理学の全体的な復習 事後：毎回の実験テーマが座学のどの範囲に関係するのかを確認する 第2回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：管水路の流れの性質とレイノルズ数に関するレポートを作成する 第3回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：管水路の流量測定に関するレポートを作成する 第4回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：管水路の摩擦抵抗1に関するレポートを作成する 第5回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：管水路の摩擦抵抗2に関するレポートを作成する 第6回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：堤体浸透に関するレポートを作成する 第7回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：揚水試験に関するレポートを作成する 第8回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：揚水試験の解析に関するレポートを作成する 第9回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：開水路流れの分類に関するレポートを作成する 第10回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：オリフィスに関するレポートを作成する 第11回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：ピトー管を用いた流速測定に関するレポートを作成する 第12回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：三角ゼキによる流量測定に関するレポートを作成する 第13回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：開水路の流量測定に関するレポートを作成する 第14回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：不等流水面形の数値計算に関するレポートを作成する 第15回 事前：テキストを読んで内容や手順を討議確認した概要を作成する 事後：レーザ変位計を用いた粗度係数計測に関するレポートを作成する |
| 事前学修の時間:120分/回 事後学修の時間:120分/回 |