授業科目名
  環境水理学Ⅱ
   Environmental HydraulicsⅡ
時間割番号
6704
担当教員名
  北野 利一
実務経験
反映科目
学科・年次
  工学部 社会工学科
  工学部 創造工学教育課程
  2年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
2
時間割
  後期 水曜1-2限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業(テストを除く)をオンデマンドで実施(全オンデマンド型)】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔(オンデマンド又は同時双方向)】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間,文化,社会を理解し,それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感,高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☑ 4. (高度工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力,新たな知識・技術を習得する能力
☑ 4. (創造工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標

環境水理学Ⅰで学習した水理学・流体力学の基礎理論に基づいて, 環境水理学Ⅱでは,微小振幅波を題材に,ポテンシャル流を重点的に扱い,水工学の諸問題についての理解を深め,それらに関わる数学的な解決能力を身につけることを目的とする.

達成目標: 流体力学的アプローチを用いた水環境の解析手法についての基礎知識を身につけることを目標とし,1)開水路・管路の定常流ならびに非定常流,水の波および地下水の流れについて,その水理学的特性を数学的に理解できることと,2)技術者倫理に関する事例に対して,自ら考えることができることである.

【学習教育目標との関連】

(C) 多面的思考と技術者倫理:人類の文化,社会や自然に関する多面的な思考力を修得し,技術者としての倫理・責任感を身につける。

(D) 専門科目基礎:主要専門科目の基礎を身につける。

授業計画

第1,2回 流れ場とは何か?非圧縮性流体の連続式:直交座標系と極座標系という視点
      流れ場に基づき流線と流跡線の微分方程式を解く
第3,4回 渦度と移流項:テンソル演算とベクトル演算による移流項の変形、自由渦と強制渦
      オイラーの運動方程式とベルヌーイの定理:渦なし流れにおける線積分
第5,6回 速度ポテンシャルがつなぐ流線と連続式の関係
      コーシーリーマンの関係:流れ関数により流線を求める
      流れ関数から流量が求まる、さまざまな複素速度ポテンシャル

第7回 中間テストと解説

第8, 9回 非定常流れの速度ポテンシャル,流体振動の固有振動周期
      海面波の速度ポテンシャル,満足すべき境界条件,波の分散関係
第10, 11回 深海波と極浅海波,逐次代入法とニュートン法による根の数値解
      水面波の性質概要,圧力分布と水粒子の軌道,進行波と重複波
第12, 13回 包絡線の伝播速度とエネルギーの伝播速度,
      浅水変形,波の屈折,回折
第14回 重複波とセイシュ

第15回 期末テストと総括

成績評価の方法

中間試験ならびに期末試験によって,成績を評価する。

成績評価の基準
秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下

中間試験ならびに期末試験の合計で60%以上となることが合格の条件で,秀優良可は上記にしたがう.

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項

2回分が1ユニットになり,偶数の学生の来校する回と,奇数の学生が来校する回は,基本的に同じことを話すことになるので,各々の学生は,2回分のビデオを全て閲覧し,ノートに整理しておくこと.

また,復習となるような課題を出す予定でいる.それらの課題をかならず提出のこと.

なお,この授業は,「環境水理学Ⅰ」の内容を理解していることを前提として講義を進める。この講義と並行して「環境水理学演習」を受講することが望ましい。 環境水理学Ⅰとあわせて「水域防災モデリング」,「環境都市工学実験(水理分野)」,「環境生態学」を学ぶ上での基礎となる。

教科書