講義コード10341602
授業番号
授業科目名水理学Ⅰ
科目名(英題)
講義題目
授業科目区分専攻教育科目
開講年度2010
開講学期後期
曜日時限月2
必修選択必修
単位数2.0
担当教員原田昌佳
対象学部等地域環境工学分野
対象学年学部2年
開講地区箱崎地区
履修条件水理学Ⅰの授業では微分や積分が多用されるため,初等関数の微積分学をしっかりと身につけておくことが望まれる.
授業概要水理学は自然環境と調和した地域環境の整備・保全に関わる基礎理論の一つで,灌漑排水学,水文学,水環境工学などの水に関連する学の数理的基礎となる.水理学Ⅰは地域環境工学分野のカリキュラムにおいて最も基礎的な科目の一つであり,3年次以降に学ぶ水理学Ⅱや応用水理学,さらに水に関わるその他の科目に必須の知識や考え方が講義される.流体力学のように理論的な面を重視するのではなく,実用的な解析法が中心となる.授業では,単に公式を紹介するだけではなく,水流の基礎原理や現象の水理学的背景を中心に詳述するとともに,これらの定理や法則をどのように実際の水理現象に適用していくかを説明する.
全体の教育目標1.流体の物理的性質,連続の式,完全流体の運動方程式を説明できる.
2.静水圧の応用問題を計算できる.
3.ベルヌーイの定理と運動量の定理の応用問題を計算できる.
4.流体の粘性と乱れの特徴を説明できる.
個別の学習目標
授業計画第 1回ガイダンス(水理学の講義概要),国際単位系,流体の物理的性質
第 2回静水圧分布の誘導,差圧計
第 3回静水力学(鉛直な平板に作用する静水圧)
第 4回静水力学(傾斜した平板に作用する静水圧)
第 5回静水力学(曲面に作用する静水圧)
第 6回実質時間微分,連続式
第 7回完全流体の運動方程式,相対静止の力学
第 8回ベルヌーイの定理,トリチェリーの定理,ベンチュリー管,ピトー管
第 9回ベルヌーイの定理の応用
第10回運動量の定理
第11回運動量の定理の応用問題
第12回層流と乱流,粘性流体の運動方程式,レイノルズ数とフルード数
第13回レイノルズの運動方程式,混合距離モデル,渦動粘性モデル
第14回円管水路の流速分布
第15回学期末試験
キーワード静水圧,完全流体,粘性流体,連続の式,運動方程式,ベルヌーイの定理,運動量の定理,層流,乱流,レイノルズ応力
授業の進め方
テキスト演習水理学(石田昭,森北出版):中央図書館指定図書水理学演習(有田正光・中井正則,東京電機大学出版局):中央図書館開架図書
参考書
学習相談オフィスアワーは毎週火曜日の16時30分から17時30分.この時間帯以外でもいつでも質問などを受け付けるが,会議・出張などで不在にすることもあるので,オフィスアワー以外の場合は事前に,電話(092-642-2916:研究室)あるいはEメール(mharada@bpes.kyushu-u.ac.jp)で在室を確認すること.
試験/成績評価の方法等出席日数が2/3以上(欠席回数5回未満)の受講者に対して,学期末試験および演習問題により判定する.学期末試験と演習問題の配点比率は8:2とする.
その他1.水理学Ⅰ(椿東一郎,森北出版)を補助的に使用するので各自購入のこと.
2.授業内容の理解度が計れ,かつ復習となるような演習問題を毎回の講義で課す.この提出状況は成績評価に加味される.
3.学期末試験には関数電卓を持参すること.