수리학Ⅰ
모집중- 토목공학
강좌소개
| 수업개요 | 수리구조물설계에 관한 종합적인 지식 습득을 목표로 하여, 수리학의 역사부터 정수역학, 동수역학까지의 수리학의 전반적인 이론을 학습한다. 세부내용으로는 유체의 기본성질에서 유체의 종류, 단위와 차원, 점성, 표면장력과 모세관현상을 학습한다. 정수역학에서는 정수압의 정의, 한점에 작용하는 정수압, 면에 작용하는 전수압, 압력의 전달을 학습하며 압력측정장치 및 측정방법에 대해 살펴본다. 그밖에 부력 및 부체의 안정과 상대정지평형에 대해 배운다. 또한, 동수역학부분에서는 흐름의 정의와 분류, 속도와 가속도, 검사체적, 연속방정식, 에너지방정식, 운동량방정식과 점성유체의 흐름을 학습한다.
이를 통해 수리구조물의 설계에 필요한 이론과 응용의 전반적인 내용을 이해할 수 있다. |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 수업목표 | ● 유체의 개념을 파악하여 수리학 전반에 대한 구성을 이해하고, 이를 바탕으로 수리 구조물 설계를 수행할 수 있다.
● 수리학의 역사를 살펴봄으로써 수리학의 이론 수립과정을 이해하며, 상황에 따라 적절하게 해당 이론을 활용 할 수 있다. ● 물의 성질을 이해하고, 밀도, 단위중량, 비중을 활용하고 표면장력과 모세관현상을 설명할 수 있다. ● 정수역학의 특징인 파스칼의 원리를 이해하고 한 점에 작용하는 정수압이 가지는 특성을 파악하여, 수압 및 유압을 이용한 기중기의 설계원리를 설명할 수 있다. ● 압력측정장치인 수압관과 액주계의 원리를 이해하고, 다양한 액주계의 장단점과 적용 조건을 비교하여 설명할 수 있다. ● 면에 작용하는 전수압의 개념을 이해하고, 단면 1차 모멘트, 단면 2차 모멘트를 활용하여 전수압의 크기와 작용점의 위치를 계산할 수 있다. ● 아르키메데스의 원리를 이해하고, 이를 바탕으로 부력과 부체의 안정성을 결정할 수 있으며, 상대정지평형을 이해함으로써 연직등가속운동, 수평등가속운동 시 수압의 변화를 설명할 수 있다. ● 움직이고 있는 물의 운동학 및 동수역학의 기본 개념인 흐름의 정의와 분류를 할 수 있다. 이를 바탕으로 유선, 유적선, 유관을 설명할 수 있다. ● 유체의 흐름문제를 해석하기 위해 설정한 공간상의 일정한 지역이라 할 수 있는 검사체적의 공식의 유도와 그 의미 그리고 적용 방법을 설명할 수 있다. ● 질량보존의 법칙에 바탕을 둔 연속방정식의 의미와 일반적인 형태를 이해하고 1차원 정상류 연속방정식을 정의할 수 있다. ● 동수역학에서 광범위하게 적용되고 있는 에너지방정식인 Bernoulli 방정식의 유도 및 이의 적용을 할 수 있다. ● Bernoulli 방정식의 응용에 해당하는 노즐, 정체관, Pitot관, 벤츄리메터를 이해하고, 일상에 적용되는 전 과정을 설명할 수 있다. ● 수체에 작용하는 힘과 이로 인한 운동량의 관계를 나타내는 운동량방정식의 유도를 바탕으로 실제 수리구조물 설계 및 운영에 대한 기본 역량을 갖출수있다 |
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| 평가기준 |
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| 수료기준 | 출석률80%, 상대평가 (중간고사와 기말고사 모두 미응시 시 미수료) | ||||||||||||||
| 특이사항 |
강의계획서
| 과목명 | 교수명 | 교수연락처 | 이메일 | 년도/차시 |
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| 수리학Ⅰ | 박재성 | 1588-4035 | help@uni-edu.co.kr | 2025년 1-10차 |
| 학습기간 | 강의시간 | 학점 | 평가구분 | 수강대상 강의실 및 주요 수업방법 |
| 2025년 07월 28일 ~ 2026년 02월 28일 | 15주 | 3 | 상대평가 |
<수강대상>
-고등학교 졸업 이상의 학력자 <주요 수업 방법> -원격강의 |
| 평가기준 | |||||||
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| 출석 | 중간고사 | 기말고사 | 과제 | 토론 | 퀴즈 | 기타 | 계 |
| 15% | 25% | 25% | 15% | 10% | 5% | 5% | 100% |
| 과목 수료조건: 총점 60점 이상(60점 미만 F), 출석률 80%이상(출석률 80%미만은 출석과락) | |||||||
| 주요 학사일정 |
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| 과목개요 | 수리구조물설계에 관한 종합적인 지식 습득을 목표로 하여, 수리학의 역사부터 정수역학, 동수역학까지의 수리학의 전반적인 이론을 학습한다. 세부내용으로는 유체의 기본성질에서 유체의 종류, 단위와 차원, 점성, 표면장력과 모세관현상을 학습한다. 정수역학에서는 정수압의 정의, 한점에 작용하는 정수압, 면에 작용하는 전수압, 압력의 전달을 학습하며 압력측정장치 및 측정방법에 대해 살펴본다. 그밖에 부력 및 부체의 안정과 상대정지평형에 대해 배운다. 또한, 동수역학부분에서는 흐름의 정의와 분류, 속도와 가속도, 검사체적, 연속방정식, 에너지방정식, 운동량방정식과 점성유체의 흐름을 학습한다.
이를 통해 수리구조물의 설계에 필요한 이론과 응용의 전반적인 내용을 이해할 수 있다. |
| 수업목표 | ● 유체의 개념을 파악하여 수리학 전반에 대한 구성을 이해하고, 이를 바탕으로 수리 구조물 설계를 수행할 수 있다.
● 수리학의 역사를 살펴봄으로써 수리학의 이론 수립과정을 이해하며, 상황에 따라 적절하게 해당 이론을 활용 할 수 있다. ● 물의 성질을 이해하고, 밀도, 단위중량, 비중을 활용하고 표면장력과 모세관현상을 설명할 수 있다. ● 정수역학의 특징인 파스칼의 원리를 이해하고 한 점에 작용하는 정수압이 가지는 특성을 파악하여, 수압 및 유압을 이용한 기중기의 설계원리를 설명할 수 있다. ● 압력측정장치인 수압관과 액주계의 원리를 이해하고, 다양한 액주계의 장단점과 적용 조건을 비교하여 설명할 수 있다. ● 면에 작용하는 전수압의 개념을 이해하고, 단면 1차 모멘트, 단면 2차 모멘트를 활용하여 전수압의 크기와 작용점의 위치를 계산할 수 있다. ● 아르키메데스의 원리를 이해하고, 이를 바탕으로 부력과 부체의 안정성을 결정할 수 있으며, 상대정지평형을 이해함으로써 연직등가속운동, 수평등가속운동 시 수압의 변화를 설명할 수 있다. ● 움직이고 있는 물의 운동학 및 동수역학의 기본 개념인 흐름의 정의와 분류를 할 수 있다. 이를 바탕으로 유선, 유적선, 유관을 설명할 수 있다. ● 유체의 흐름문제를 해석하기 위해 설정한 공간상의 일정한 지역이라 할 수 있는 검사체적의 공식의 유도와 그 의미 그리고 적용 방법을 설명할 수 있다. ● 질량보존의 법칙에 바탕을 둔 연속방정식의 의미와 일반적인 형태를 이해하고 1차원 정상류 연속방정식을 정의할 수 있다. ● 동수역학에서 광범위하게 적용되고 있는 에너지방정식인 Bernoulli 방정식의 유도 및 이의 적용을 할 수 있다. ● Bernoulli 방정식의 응용에 해당하는 노즐, 정체관, Pitot관, 벤츄리메터를 이해하고, 일상에 적용되는 전 과정을 설명할 수 있다. ● 수체에 작용하는 힘과 이로 인한 운동량의 관계를 나타내는 운동량방정식의 유도를 바탕으로 실제 수리구조물 설계 및 운영에 대한 기본 역량을 갖출수있다 |
| 상대평가 안내 |
국가평생교육진흥원 평가인정 학습과정 운영지침에 따라 평가는 상대평가로 진행됩니다. (교육부 고시 제 2015-85호, 2016년 1월 6일 제정, 2016년 1월 1일 시행) 상대평가에 의거하여 학습자의 순위에 따라 백분율로 산정되며 A(30%), B(40%), C이하(30%)의 비율을 기준으로 성적이 부여됩니다. 또한 부여받은 점수는 최종 점수조정을 거쳐 국가평생교육진흥원에 최종적으로 성적보고가 됩니다. (출석률 80%미만, 상대평가 점수 60점 미만은 F처리되며 상대평가에서 제외됩니다.) |
| 주별 | 차시 | 강의(실습ㆍ실기ㆍ실험) 내용 | 과제 및 기타 참고사항 | |
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| 제1주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 수리학의 역사 |
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| 학습내용 | 1. 기원전 수리학의 역사 2. 기원후 수리학의 역사 3. 정수역학의 토리첼리, 동수역학의 다니엘베르누이의 이론 4. 오일러, 라플라스의 방정식 |
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| 학습목표 | 1. 기원전 수리학의 역사에서 아르키메데스의 부력의 원리 등의 이론을 설명할 수 있다. 2. 기원후 수리학의 역사에서 토리첼리, 파스칼의 이론을 설명할 수 있다. 3. 에너지보존법칙에 의한 다니엘베르누이방정식을 설명할 수 있다. 4. 중세시대에 이르러 나비에-스토크방정식과 오일러, 라플라스의 방정식을 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 유체의 정의 |
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| 학습내용 | 1. 유체의 정의 2. 유체의 분류 3. 뉴턴의 점성법칙 4. 물의 상태변화 |
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| 학습목표 | 1. 수리학에서의 유체란 무엇인지 정의하고 설명할 수 있다. 2. 유체를 점성과 비점성, 압축성과 비압축성유체로 분류할 수 있다. 3. 뉴턴의 점성법칙을 설명할 수 있다. 4. 물의 상태변화를 설명할 수 있다. |
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| 제2주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 차원과 단위 |
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| 학습내용 | 1. 기본차원과 유도차원의 개념 2. MKS, CGS, SI단위제의 특성 3. SI단위제의 접두어 사용방법 |
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| 학습목표 | 1. 유체의 물리적 특성을 정성적 및 정량적으로 제시할 수 있다. 2. 기본차원과 유도차원을 구분할 수 있다. 3. MKS, CGS, SI단위제를 통하여 통일된 단위제를 사용할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 물의 특성 |
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| 학습내용 | 1. 물의 밀도, 단위중량, 비중 2. 점성계수와 동점성계수 3. 표면장력과 모세관현상 4. 물의 압축성 |
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| 학습목표 | 1. 물의 밀도, 단위중량, 비중을 설명할 수 있다. 2. 점성계수와 동점성계수의 개념이해를 통해 뉴턴의 점성법칙을 설명할 수 있다. 3. 표면장력의 평형방정식을 수립하고, 모세관현상을 통해 모관상승고를 계산할 수 있다. 4. 물의 압축성을 계산할 수 있다. |
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| 제3주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 정수압의 정의와 압력전달 장치 |
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| 학습내용 | 1. 정수압의 정의와 특징 2. 파스칼의 원리와 압력전달장치의 주요 내용 |
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| 학습목표 | 1. 정수압의 정의를 통하여 한 점에 작용하는 정수압의 특징을 설명할 수 있다. 2. 정수압의 특징으로부터 파스칼의 원리를 설명하고 압력전달장치에 적용할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 수압관과 액주계 |
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| 학습내용 | 1. 수압관의 원리 2. U자형액주계와 경사액주계, 미차액주계, 시차액주계의 주요 내용 |
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| 학습목표 | 1. 압력측정장치인 액주계의 원리를 이해하고 적용할 수 있다. 2. U자형액주계와 경사액주계, 미차액주계, 시차액주계의 특징을 비교하고 상황에 맞게 적용할 수 있다. |
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| 제4주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 전수압의 개념과 단면1, 2차모멘트 |
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| 학습내용 | 1. 전수압의 개념 2. 단면 1차 모멘트의 정의와 도심 3. 단면 2차 모멘트의 정의 |
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| 학습목표 | 1. 수중 평면에 작용하는 전수압을 계산할 수 있다. 2. 단면 1차 모멘트를 정의하고 각 도형별 도심을 구할 수 있다. 3. 단면 2차 모멘트를 정의하고 도형별 단면 2차 모멘트를 적용할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 면에 작용하는 전수압 |
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| 학습내용 | 1. 연직 평면의 전수압의 크기와 작용점의 위치 2. 경사 평면의 전수압의 크기와 작용점의 위치 3. 곡면에서의 전수압의 크기와 작용점의 위치 |
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| 학습목표 | 1. 연직 평면에 작용하는 전수압과 작용점의 위치를 계산할 수 있다. 2. 경사 평면에서의 전수압과 작용점의 위치를 계산할 수 있다. 3. 곡면에서의 전수압과 작용점의 위치를 계산할 수 있다. |
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| 제5주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 부력과 부체의 안정 |
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| 학습내용 | 1. 아르키메데스의 원리 2. 부력의 평형방정식 3. 부체의 안정성 판별 |
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| 학습목표 | 1. 아르키메데스의 원리를 설명할 수 있다. 2. 부력의 평형방정식을 수립할 수 있다. 3. 부체의 안정성을 판별할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 상대정지평형 |
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| 학습내용 | 1. 수면방정식의 유도 2. 상대정지평형의 연직 등가속 운동 3. 상대정지평형의 수평 등가속 운동 4. 상대정지평형의 회전 등가속 운동 |
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| 학습목표 | 1. 정지유체의 수면방정식을 구할 수 있다. 2. 상대정지평형의 연직 등가속 운동의 정수압 변화를 설명할 수 있다. 3. 상대정지평형의 수평 등가속 운동의 정수압 변화를 설명할 수 있다. 4. 상대정지평형의 회전 등가속 운동일 때의 정수압 변화를 설명할 수 있다. |
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| 제6주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 흐름의 정의와 분류 |
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| 학습내용 | 1. 정류와 부등류, 등류와 부등류의 분류 2. 층류와 난류의 기본 개념 3. 상류와 사류의 기본 개념 |
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| 학습목표 | 1. 유체의 흐름의 분류에서 정류와 부정류, 등류와 부등류를 정의하고 분류할 수 있다. 2. 층류와 난류의 흐름을 설명할 수 있다. 3. 상류와 사류의 흐름을 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 흐름의 기술방법 |
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| 학습내용 | 1. Largrange식과 Euler식의 개념 2. 유선, 유적선, 유관의 개념 |
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| 학습목표 | 1. 유체유동의 라그랑지 방법와 오일러 방법을 설명할 수 있다. 2. 흐름 형상을 나타내는 유선, 유적선, 유관을 설명하고, 유선의 방정식을 구할 수 있다. |
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| 제7주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 유체요소의 변형 |
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| 학습내용 | 1. 대류가속도와 국부가속도의 구분 2. 유체요소의 이동 3. 유체요소의 변형 4. 유체요소의 회전과 와도 |
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| 학습목표 | 1. 대류가속도와 국부가속도를 구분할 수 있다. 2. 유체요소의 이동을 설명할 수 있다. 3. 유체요소의 선형변형, 각변형을 설명할 수 있다. 4. 유체요소의 회전과 와도(vorticity)를 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 검사체적법과 연속원리 |
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| 학습내용 | 1. 체적유량과 질량유량의 개념 및 원리 2. 검사체적법에 의한 Reynolds의 수송이론 3. 검사체적법에 의한 연속방정식의 일반형 유도 |
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| 학습목표 | 1. 체적유량과 질량유량의 개념을 통한 흐름률을 설명할 수 있다. 2. 검사체적법에 의한 Reynolds의 수송이론을 설명할 수 있다. 3. 검사체적법을 통해 질량보존의법칙으로부터 연속방정식의 일반형을 구할 수 있다. |
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| 제8주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 중간고사 |
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| 학습내용 | ||||
| 학습목표 | ||||
| 2차시 | 차시제목 | 중간고사 |
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| 학습내용 | ||||
| 학습목표 | ||||
| 제9주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 연속방정식 |
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| 학습내용 | 1. 질량보존의 법칙으로부터 연속방정식유도 2. 3차원 연속방정식의 일반형 3. 질량유량과 체적유량 |
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| 학습목표 | 1. 1차원 흐름에 대한 연속방정식을 유도할 수 있다. 2. 3차원 연속방정식의 일반형을 제시할 수 있다. 3. 연속방정식에 의한 질량유량과 체적유량을 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | Euler의 운동량방정식과 Navier-Stokes 운동량방정식 |
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| 학습내용 | 1. Newton 제2법칙에 의한 Euler 방정식 개념 2. Navier-Stokes 운동량방정식의 개념 3. 속도포텐셜함수 |
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| 학습목표 | 1. 뉴튼의 제2법칙을 이용하여, Euler 운동방정식의 일반형을 유도할 수 있다. 2. Navier-Stokes 운동량방정식을 유도할 수 있다. 3. 속도포텐셜함수의 의미와 개념을 설명할 수 있다. |
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| 제10주 |
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| 1차시 | 차시제목 | Bernoulli 방정식의 개념과 유도 |
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| 학습내용 | 1. 1차원 Bernoulli 방정식 개념 2. 3차원 Bernoulli 방정식의 일반형 3. 동수경사선과 에너지선의 의미 |
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| 학습목표 | 1. 1차원 흐름에 대한 Bernoulli 방정식을 유도할 수 있다. 2. 3차원 Bernoulli 방정식의 일반형을 제시할 수 있다. 3. 동수경사선과 에너지선의 의미를 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | Bernoulli 방정식의 응용 |
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| 학습내용 | 1. 소오리피스의 유출속도 계산 2. 피토관 내 유속의 계산 3. Venturi-meter를 이용하여 유량 측정방법 |
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| 학습목표 | 1. 소오리피스에서의 유출속도를 구할 수 있다. 2. 피토관을 이용하여 관내 유속을 구할 수 있다. 3. Venturi-meter를 이용하여 유량을 측정할 수 있다. |
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| 제11주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 운동량방정식의 다양한 응용-유관 |
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| 학습내용 | 1. 수직평판에 작용하는 힘의 계산 2. 만곡관에 작용하는 힘의 계산 3. 고정, 이동날개에 작용하는 힘의 계산 |
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| 학습목표 | 1. 수직평판에 작용하는 힘을 운동량방정식으로 구할 수 있다. 2. 만곡관에 작용하는 힘을 운동량방정식으로 구할 수 있다. 3. 고정날개 및 이동날개에 작용하는 힘을 운동량방정식으로 구할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 운동량방정식의 다양한 응용 -수문과 각운동량방정식의 적용 |
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| 학습내용 | 1. 수문에 작용하는 힘의 계산 2. 각운동량방정식의 적용 |
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| 학습목표 | 1. 수문에 작용하는 힘을 운동량방정식을 적용하여 계산할 수 있다. 2. 각운동량방정식의 유도와 적용을 할 수 있다. |
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| 제12주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 점성유체의 흐름 |
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| 학습내용 | 1. 점성유체의 응력과 변형의 개념 2. 레이놀드수의 물리적 의미 |
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| 학습목표 | 1. 점성유체 내의 응력과 변형의 개념을 설명할 수 있다. 2. 층류와 난류의 개념으로부터 레이놀드수의 물리적 의미를 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 실체유체와 이상유체 |
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| 학습내용 | 1. 실체유체와 이상유체의 차이 2. 운동량보정계수와 에너지보정계수 산정 |
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| 학습목표 | 1. 실체유체와 이상유체 흐름의 차이를 설명할 수 있다. 2. 운동량보정계수와 에너지보정계수를 산정할 수 있다. |
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| 제13주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 관수로흐름의 측정 |
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| 학습내용 | 1. 압력측정장치의 종류와 특징 2. 점성의 측정방법 3. 관수로의 유량측정방법 |
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| 학습목표 | 1. 압력측정장치들을 살펴보고 각각의 특징을 비교 설명할 수 있다. 2. 점성의 측정방법을 설명할 수 있다. 3. 관수로의 유량측정방법을 살펴보고 종류별 특징을 비교 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 오리피스 |
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| 학습내용 | 1. 오리피스의 개념 2. 유속계수, 수축계수, 유량계수 3. 접근유속의 개념 4. 소오리피스, 큰오리피스, 수중오리피스적용 5. 오리피스 배수시간 계산 |
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| 학습목표 | 1. 오리피스의 이론과 정의를 설명할 수 있다. 2. 유속계수, 수축계수, 유량계수를 산출할 수 있다. 3. 접근유속을 고려하여 실제유량을 산출할 수 있다. 4. 소오리피스, 큰오리피스, 수중오리피스에서의 유량을 산출할 수 있다. 5. 오리피스의 배수시간을 계산할 수 있다. |
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| 제14주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 개수로흐름의 측정방법과 위어, 수문 |
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| 학습내용 | 1. 수위의 측정방법과 종류 2. 유속의 측정방법과 종류 3. 위어의 종류와 특징 4. 수문의 종류와 특징 |
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| 학습목표 | 1. 수위의 측정방법과 종류를 나열할 수 있다. 2. 유속의 측정장치와 측정방법을 설명할 수 있다. 3. 위어의 종류와 특징을 설명할 수 있다. 4. 수문의 종류와 형태를 설명할 수 있다. |
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| 2차시 | 차시제목 | 항력 |
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| 학습내용 | 1. 항력의 정의와 개념 2. 압력항력과 항력계수 계산 |
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| 학습목표 | 1. 항력의 정의와 개념을 설명할 수 있다. 2. 압력항력에서의 항력계수를 산정할 수 있다. |
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| 제15주 |
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| 1차시 | 차시제목 | 기말고사 |
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| 학습내용 | ||||
| 학습목표 | ||||
| 2차시 | 차시제목 | 기말고사 |
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| 학습내용 | ||||
| 학습목표 | ||||
| 수업 참고사항 |
별도 참고사항이 없습니다.
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| 강의 유형 |
이론중심( V ), 토론, 세미나 중심( ), 실기 중심( ), 이론 및 토론, 세미나 병행( ), 이론 및 실험, 실습 병행( ), 이론 및 실기 병행( )
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| 교재 정보 |
교재정보 보기
|
수강후기
교재안내
총 0건교수소개
박재성 교수님
- 주요학력
- 충북대학교 토목공학과 학사
충북대학교 대학원 석사(수공학 전공)
충북대학교 대학원 박사(수공학 전공)
- 주요경력
- 현) 한국토목건축학원 강사
현) 성안당 출판사 강사
현) (주)에듀윌 강사
전) 충북보건과학대학교 겸임/조교수
