水理学

個数:1
  • 電子書籍

水理学


ファイル: /

内容説明

本書は次の二つを主として解説している.
1.静水圧,運動量保存則,ベルヌーイの定理に係る問題について学び,公務員試験や資格試験対策にも役立つ.
2.流体の運動方程式,乱流理論,相似則,流出解析,流砂,および,波の基礎理論と海の波の概念を理解する.
また、理解の助けとなる演習問題を適所に配し、付録として降雨流出やダム崩壊による氾濫・地形変化の数値予測モデルのプログラム,入力データ例,使用解説書付き.

目次

1章 水理学のための基礎的知識
1.1有効桁数の重要性
(1)割り算と掛け算の場合
(2)引き算と足し算の場合
(3)指数表記
1.2単位と物理量と次元
(1)絶対単位系
(2)重力単位系
(3)密度と単位体積重量
1.3水の物理的性質
(1)流体の密度特性
(2)流体の粘性
(3)表面張力と毛管現象
(4)流体の圧縮性と非圧縮性
(5)パスカルの原理
(6)アルキメデスの原理
1.4演習問題
(1)基礎問題
(2)応用問題
2章 静水圧
2.1垂直壁への全静水圧
(1)静水圧
(2)図心と重心
(3)全静水圧
(4)作用位置と断面二次モーメント
2.2斜め壁への全静水圧
2.3曲面壁への全静水圧
(1)全静水圧の水平成分
(2)全静水圧の鉛直成分
2.4演習問題
(1)基礎問題
(2)応用問題
3章 浮体の安定
3.1浮心と吃水
3.2浮体の安定検討
3.3演習問題
(1)基礎問題
(2)応用問題
4章 三つの保存則
4.1流れの種類
(1)開水路と管水路
(2)定常流と非定常流
4.2質量保存則
4.3運動量保存則
(1)運動量保存則とは
(2)管水路への応用
(3)開水路への応用
4.4エネルギー保存則
(1)完全流体に於けるベルヌーイの定理
(2)エネルギー損失を考慮したベルヌーイの定理
(3)ベルヌーイの定理の応用
4.5演習問題
(1)基礎問題
(2)応用問題
5章 管水路の水理学
5.1摩擦損失水頭
5.2形状損失水頭
(1)流入部での損失水頭
(2)曲がりと屈折による損失水頭
(3)拡大と縮小による損失水頭
(4)流出による損失水頭
5.3平均流速公式
(1)シェジーの平均流速公式
(2)マニングの平均流速公式
5.4単線管水路の流体運動
(1)単線管水路での流速と圧力
(2)サイフォン
5.5複線管水路の流体運動
(1)複線管水路での流速と圧力
(2)管網計算
5.6水車とポンプ
(1)水車による発電力
(2)ポンプの動力
5.7演習問題
(1)基礎問題
(2)応用問題
6章 開水路の水理学
6.1比エネルギーと比力
(1)比エネルギー
(2)比力
6.2限界水深とフルード数
(1)ベスの定理
(2)べランジェの定理
(3)フルード数と流れの状態
6.3開水路での平均流速公式
(1)ダルシー・ワイズバッハの式
(2)シェジーとマニングの平均流速公式
(3)水理学上有利な断面
6.4不等流問題
(1)エネルギー損失を無視できる場合
(2)河床摩擦によるエネルギー損失を無視できない場合
6.5演習問題
(1)基礎問題
(2)応用問題
7章 流体運動の偏微分方程式
7.1オイラーの運動方程式
(1)オイラーの式の誘導
(2)抗力の式の誘導
7.2ナビエ・ストークスの運動方程式
(1)ナビエ・ストークスの式の誘導
(2)せん断力の式の誘導
(3)2次元クエット流れ
(4)2次元ポアズイユ流れ
(5)ハーゲン・ポアズイユ流れ
(6)開水路に於ける定常な水深変化
7.3連続の式
(1)二次元の連続の式
(2)三次元の連続の式
7.4演習問題
8章 乱流の理論
8.1乱流の基礎理論
(1)乱流の発生状況
(2)運動量輸送理論
8.2乱流の流速分布
(1)プラントルの仮定
(2)乱流の流速分布式
8.3摩擦損失係数とレイノルズ数
(1)層流の摩擦損失係数
(2)乱流の摩擦損失係数
8.4開水路に於ける非定常流れの数理モデル
(1)一次元非定常流れの数理モデル
(2)二次元非定常流れの数理モデル
(3)差分法による数値シミュレーション
8.5演習問題
9章 流出解析
9.1流出過程
9.2ハイエトグラフとハイドログラフ
9.3流出解析法
(1)合理式
(2)単位図法
(3)タンクモデル
(4)貯留関数法
(5)準線形貯留型モデル
(6)等価粗度法(キネマティック・ウェイブ法)
9.4演習問題
10章 流砂と川床変化
10.1土砂の移動形態
10.2掃流砂量の算定法
10.3浮遊砂量の算定法
10.4地形変化の計算法
10.5演習問題
11章 波の基礎理論
11.1波の基本的な表現
11.2微小振幅波の基本式
(1)前提条件
(2)水粒子の速度
(3)波長と波速
(4)波圧
(5)波のエネルギー
(6)波のパワーと不規則波
11.3演習問題
12 章 相似則
12.1相似則の説明
(1)バッキンガムのπ定理による無次元量の求め方
(2)運動方程式を用いた無次元解析
(3)その他の相似則
12.2演習問題
付録 数値計算モデルの解説
1.降雨流出による氾濫数値計算モデル
2.ダム崩壊による氾濫・地形変化数値計算モデル
付録 応用問題の解答