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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 地球工学科 水理実験

水理実験

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科目ナンバリング
  • U-ENG23 33087 EJ73
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 実験
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 木3・4
教員
  • 後藤 仁志(工学研究科 教授)
  • 立川 康人(工学研究科 教授)
  • 戸田 圭一(経営管理大学院 教授)
  • 細田 尚(工学研究科 教授)
  • 森 信人(防災研究所 教授)
  • 市川 温(工学研究科 准教授)
  • 音田 慎一郎(工学研究科 准教授)
  • 山上 路生(工学研究科 准教授)
  • 原田 英治(地球環境学舎 准教授)
  • 川池 健司(防災研究所 准教授)
  • 佐山 敬洋(防災研究所 准教授)
  • 竹林 洋史(防災研究所 准教授)
  • 田中 賢治(防災研究所 准教授)
  • 山口 弘誠(防災研究所 准教授)
  • 米山 望(防災研究所 准教授)
  • 萬 和明(工学研究科 講師)
  • 五十里 洋行(工学研究科 助教)
  • 岡本 隆明(工学研究科 助教)
  • 清水 裕真(工学研究科 助教)
  • 田中 智大(地球環境学舎 助教)
  • 鳥生 大祐(学術情報メディアセンター 助教)
  • 野原 大督(防災研究所 助教)
  • 宮下 卓也(防災研究所 助教)
  • 山野井 一輝(防災研究所 助教)
授業の概要・目的 水理実験および水理計測方法について概説し、水工学上の基礎的現象である管路・開水路流れ、波動、浸透流、密度流、流体力、土砂流送の水理現象に関する実験を行う。
到達目標 水理実験で見られる流れとその作用の面白さを通して、水理現象を理解させる。
授業計画と内容 水理実験の概説,1回,水理実験の目的、内容などについて概説し、技術者倫理に関連する事例について解説する。
水理計測器の概説,1回,水理実験で用いられる計測器について、測定の方法、機器とその 原理等について説明する。
実験項目1-8,8回,下記のAからHの8項目のローテーション制
レポート指導,4回,レポート作成等の指導を行う。
A) 層流・乱流の遷移と管路抵抗則,(1)回,管路における層流と乱流のパターンを染料注入法で確認する。ま た、層流ではHagen--Poiseuille流れ、乱流で はPrandtl--Karman流れとなることを抵抗則の面 から検討する。
B)開水路流れの流速分布と水面形,(1)回,開水路流れにおける水面形および流速分布等を計測し、等流の抵 抗則、流速分布に関する理論と比較する。また、水路勾配が変化 する水路での水面形を測定し、一次元解析法による理論の検証を 行う。
C)水平路床上の跳水現象,(1)回,最も基本的な水平路床上の跳水現象を取り上げ、現象自体の把握 とその一次元解析による理論値と実験値との比較検討を行う。
D)波の伝播と浅水変形,(1)回,一様水深部を伝播する波の波形、波速および水粒子の軌道、振幅 を測定する。ついで、これらの諸量と微小振幅波理論による計算 値とを比較する。さらに、斜面上での砕波高と砕波水深を測定し 、従来の砕波に関する実験式と比較検討する。
E)浸透流・地下水,(1)回,細管網モデル及びHele-Shawモデルを用いた実験により、定常浸透流の把握を行う。あわせて、細管網モデルを用いた実験により、河川への基底流出(非定常浸透流)現象の実験的把握を行う。
F)密度流,(1)回,密度流による輸送現象を理解するため、密度流フロントの流下速 度やフロント後方における等流部の流れに関する抵抗則について 検討する。
G)円柱に作用する流体力,(1)回,開水路流れの中に置かれた円柱の表面に作用する圧力分布を計測 し、非回転流理論との比較を行う。また流れの可視化を行い、カル マン渦の周期特性等を計測する。
H)流砂現象,(1)回,掃流砂を対象に、砂粒子の移動限界、流砂量および動的・静的平 衡勾配に関する計測・観測を行い、従来の理論式や経験式との比 較検討を行う。
学習到達度確認,1回,

全15回(講義2回、演習(レポート指導含)12回、学習到達度の確認1回)
成績評価の方法・観点 成績評価は、実験への参加態度および実験レポート等を総合的に勘案して行う(実験への参加態度等の日常学習の評価40点、実験レポートの評価60点、合計100点満点)
履修要件 水理学及び演習
授業外学習(予習・復習)等 当該実験のテキストを十分に予習し、水理学および水工系科目の関連項目復習を必ず行うこと。
またレポートの際にも改めて関連事項を復習すること。
教科書
  • 水理実験指導書 : 京都大学工学部地球工学科 水理実験担当グループ(クラシス上で配布)
参考書等
  • 水理学・流体力学, 禰津家久, (朝倉書店), ISBN: ISBN:4254261357