[計算例 3] Sine-Generated Curve蛇行水路における流れの計算

計算格子の生成

計算格子の作成は「簡易直線・蛇行生成ツール」を用いる。 Figure 52 で示すように選択し。[OK]をクリックする。

Figure 52 : 格子生成アルゴリズムの選択

下図の Figure 53 で赤囲いの部分を設定する。

Figure 53 : 格子生成: 水路形状

下図 Figure 54 で赤囲いの部分を設定し、 格子生成をクリックすると、 Figure 55 が現れ、「マッピングしますか？」と聞かれるので、 [はい(Y)]を選択すると、格子生成が完了する。

Figure 54 : 格子生成： 河床形状

Figure 55 : マッピングしますか？

オブジェクトブラウザーで、「格子」「格子点の属性」「河床高」に☑マークを 入れると Figure 56 のように、河床に砂州がある河床が形成された ことが確認できる。

Figure 56 : 河床形状の確認

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 57 )

Figure 57 : 計算条件：モデルパラメータ

「グループ」ウィンドウ Figure 57 の「流量および下流端水位の設定」 で「Edit」をクリックすると、 Figure 58 が現れるので、赤囲いの部分を 入力して、[OK]を押す。

Figure 58 : 計算条件：流量ハイドログラフの入力

「グループ」の「時間および浸食に関するパラメーター」は、 Figure 59 の赤囲いのように設定する。

Figure 59 : 計算条件：時間およに繰り返し計算パラメーター

「グループ」の「他の計算条件」は、 Figure 60 の以下のように設定する。

Figure 60 : 計算条件：他の計算条件

「グループ」の「3次元流速分布」は、 Figure 61 の赤囲いのように設定する。 設定が終了したら、[OK]をクリックして、計算条件の設定を終了する。

Figure 61 : 計算条件：3次元流速分布

計算の実行

Figure 62 :計算実行中の画面

[計算]→[実行]を指定すると、Figure 62 のような画面が現れ計算が始まる。

Figure 63 :計算の終了

計算が終了すると, Figure 63 のような表示がされるので、[OK]をクリックする。

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(3D)が現れる。

Figure 64 : 計算結果の表示

「Ctrl」ボタンを押しながら左マウスを上下左右に動かすことによって移動、 マウスのセンターダイヤを回すことにより拡大・縮小が可能となっている。

水深コンターの表示

オブジェクトブラウザーで、「スカラー(格子点)」「Depth(m)」の「Depth」に☑マークを入れて、 「Depth(m)」を右クリック、「プロパティ」で現れる、「スカラー設定」ウィンドウ Figure 65 を図のように設定して[OK]をクリックすると、水深分布のコンターマップ Figure 66 が表示される。ここでカラーバーはオブジェクトブラウザーで 「Depth」を押した状態で、右マウスで押さえながら移動したり、 縦横のレイアウトを変更したり出来る。 また、時間の表示はオブジェクトブラウザーで「時刻」を右クリックして「プロパティ」で フォントやサイズを変更出来る。( Figure 67 )参照。

Figure 65 : スカラーの設定

Figure 66 : 水深コンター

Figure 67 : カラーバーの移動と時刻表示の変更

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、「ベクトル」 右クリック、「プロパティ」で 「ベクトル設定」ウィンドウ Figure 68 が現れる。

Figure 68 : ベクトルの設定

Figure 68 のようにベクトルに関する各パラメータを設定し、[OK]ボタンを押す。 と、水深平均流速ベクトルが表示される。（ Figure 69 ）。

Figure 69 : 水深平均流速ベクトル図

ここで、「ベクトル」の「SurfaceVelocity」に☑マークを入れると、 Figure 70 に示す表面流速ベクトル図、 「ベクトル」の「BottomVelocity」に☑マークを入れると、 Figure 71 に示す底面近傍流速ベクトル図が表示される。

Figure 70 : 表面流速ベクトル図

Figure 71 : 底面近傍流速ベクトル図

流線の表示

オブジェクトブラウザーで、「ベクトル」の☑マークを外し、 「流線」「Velocity」に☑マークを入れると、水深平均流速による流線が表示される。 （ Figure 72 ）

Figure 72 : 水深平均流による流線

同様に、「SurfaceVelocity」に☑マークを入れると Figure 73 の表面流速による流線、 「BottomVelocity」に☑マークを入れると Figure 74 の底面流速による流線が表示される。

Figure 73 : 表面流速による流線

Figure 74 : 底面近傍流速による流線

パーティクル表示およびアニメーション

オブジェクトブラウザーで、「流線」の☑マークを外し、「パーティクル」 「Velocity]に☑マークを入れ、 Figure 75 に示すように タイムバーを0に戻して、プレイボタンを押すと、 Figure 76 のように水深平均流速によるパーティクルアニメーションが表示 される。

Figure 75 : パーティクルアニメーションの開始

Figure 76 : 水深平均流速によるパーティクルアニメーション

同様に、「SurfaceVelocity」に☑マークを入れると Figure 77 の表面流速によるパーティクルアニメーション、 「BottomVelocity」に☑マークを入れると Figure 78 の底面流速による流線が表示される。

Figure 77 : 表面流速によるパーティクルアニメーション

Figure 78 : 底面近傍流速によるパーティクルアニメーション

Figure 76 , Figure 77 , Figure 78 を比較すると、 パーティクルは表面ほ外岸に向かい、底面ほど内岸に向かう湾曲部の2次流の特徴を良く表している。