[計算例 2] 360°円形水路における流れ

Nays2d+を用いて、360°円形水路の流れの計算を行う。

計算格子の作成

計算格子の作成は[2次元円弧形水路格子生成ツール]を用いる。 Figure 30 で[Nays3dv用格子生成ツール]を選択し。[OK]をクリックする。

../_images/koushi_11.png — Figure 30 : 格子生成アルゴリズムの選択

下図の Figure 31 で赤囲いの部分を設定し、格子生成をクリックすると。 Figure 32 が表示され「マッピングを実行しますか？」と聞かれるので、 [はい(Y)]をクリックすると、格子が表示される。

../_images/koushi_21.png — Figure 31 : 格子生成: 水路形状（基本）

../_images/koushi_31.png — Figure 32 : マッピングの実行

格子が表示されたら、「格子」「格子点の属性」「河床高」に☑マークを入れると放物線断面で一定勾配の360°円形水路の格子が生成されたことが確かめられる。 ( Figure 33 )

../_images/koushi_41.png — Figure 33 : 格子生成の完了

計算条件の設定

メニューバーから[計算条件]→[設定]を選ぶと「計算条件」入力用のウィンドウが表示される ( Figure 34 )

../_images/joken_11.png — Figure 34 : 計算条件：モデルパラメータ

「計算条件」ウィンドウ Figure 34 の「流量および読み込みファイル」で [Edit]をクリックし、

../_images/joken_21.png — Figure 35 : 計算条件：流量ハイドログラフ設定

「流量ハイドログラフ設定」ウィンドウで Figure 35 のように設定するし、 [OK]をクリックする。

../_images/joken_31.png — Figure 36 : 計算条件：時間および繰り返し計算パラメーター

「グループ」の「時間および浸食に関するパラメーター」は Figure 36 のように設定する。

../_images/joken_41.png — Figure 37 : 計算条件：境界条件

「グループ」「境界条件」の「周期境界条件」は、無限に続く円形水路の計算なので、「適用する」に設定する。

../_images/joken_51.png — Figure 38 : 計算条件：他の計算

「グループ」「他の計算条件」は、 Figure 38 のように設定する。

../_images/joken_6.png — Figure 39 : 計算条件：3次元流速分布

「グループ」「3次元流速分布」の設定は Figure 39 のように設定して「OK」をクリックする。

計算の実行

../_images/jikko_1.png — Figure 40 :計算実行中の画面

[計算]→[実行]を指定すると、Figure 40 のような画面が現れ計算が始まる。

../_images/jikko_2.png — Figure 41 :計算の終了

計算が終了すると, Figure 41 のような表示がされる。

計算結果の表示

計算の終了後、[計算結果]→[新しい可視化ウィンドウ(2D)を開く]を選ぶことによって、可視化ウィンドウが現れる。

../_images/kekka_1.png — Figure 42 : 計算結果の表示(1)

水深の表示

オブジェクトブラウザーで、「スカラー(格子点)」の「Depth」に☑マークを入れて、右クリックして[プロパティ]をクリックすると、「スカラー設定」ウィンドウ Figure 43 が現れる。

../_images/kekka_21.png — Figure 43 : スカラーの設定

Figure 43 の赤囲いの部分の設定をして、[OK]をクリックすると Figure 44

../_images/kekka_31.png — Figure 44 : 水深の表示

流速ベクトルの表示

オブジェクトブラウザーで、[ベクトル][Velocity]に☑マーク入れて、 [ベクトル]をフォーカスさせてマウス右ボタン[プロパティ]をクリックすると、「ベクトル設定」ウィンドウ Figure 45 が現れる。ここで、赤丸の設定をして[OK]を押すと Figure 46 が表示される. Figure 46 は水深平均流速ベクトルである。

../_images/kekka_51.png — Figure 45 : ベクトル設定

../_images/kekka_61.png — Figure 46 : 水深平均流速ベクトル表示

Figure 46 の状態で、オブジェクトブラウザーの「ベクトル」の「SurfaceVelocity」に ☑マークを入れると「表面流速ベクトル」 Figure 47 が、また、「BottomVelocity」に☑マークを入れると「底面近傍流速」 Figure 48 が表示される。

../_images/kekka_71.png — Figure 47 : 表面流速ベクトル表示

../_images/kekka_81.png — Figure 48 : 河床近傍流速ベクトル表示

Figure 46 、Figure 47 、 Figure 48 を比較すると、明らかに水深平均流速は流路に平行、表面流速は外岸向き、底面流速は内岸向きになっており、湾曲部の2次流が計算されていることが分かる。

流線の表示

オブジェクトブラウザーの「ベクトル」を一旦アンチェックし、「流線」に☑マークを入れる。「Velocity」に☑マークを入れると「水深平均流速」による流線 Figure 49 が、「SurfaceVelocity」に☑マークを入れると「表面流速」による流線 Figure 50 が、「BottomVelocity」に☑マークを入れると「底面近傍流速」による流線 Figure 51 が表示される。

../_images/kekka_91.png — Figure 49 : 水深平均流速による流線

../_images/kekka_101.png — Figure 50 : 表面流速による流線

../_images/kekka_111.png — Figure 51 : 河床近傍流速による流線

ベクトルと同様に、湾曲部の2次流の影響が計算されている。