水理実験
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| 科目ナンバリング |
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| 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 |
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| 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 |
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| 参考書等 |
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