[計算例 4] 実河川における準3次元流れの計算(単断面)

ソルバーの選択

メニュー画面で、「ファイル」「ソルバの選択」で表示される Figure 79 で「Nays2d+」を選択して「OK」をクリックする。

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Figure 79 : ソルバーの選択

河床高標高データ(横断データ)の読み込み

Figure 80 で「インポート」「河床高」を選択する。

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Figure 80 : 河床高ファイル(rivファイル)のインポート

Figure 81 で、「single.riv」を選択して[開く]。(single.rivは、 https://i-ric.org/yasu/fw/rivfiles/single.riv からダウンロードして ローカルに保存しておくこと)。

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Figure 81 : ファイルの選択

Figure 82 のように「問題が見つかりました」と出るが、構わず[OK]をクリックして 続ける。

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Figure 82 : 見つかった問題

Figure 83 「河川測量データインポート設定」 のウィンドウで、 「左岸と右岸の中点」を選択して[OK]をクリック

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Figure 83 : 河川測量データインポート設定

Figure 84 rivファイルのインポートが完了する。 なお、実際の河川のrivfileは横断測量断面そのままの場合、断面どうしの交差の回避や不要部分の 無効化など様々な編集が必要となるが、ここでは編集済みのもの用意してある。実際はそれぞれの 状況に応じた対応が必要となる。

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Figure 84 : インポート完了

格子の生成条件の設定

Figure 85 のメニュー画面で、「格子」「格子生成アルゴリズムの選択」を選ぶ

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Figure 85 : 格子生成アルゴリズムの選択

Figure 86 「格子アルゴリズムの選択」画面で、「河川測量データから生成」を選んで[OK]をクリック

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Figure 86 : 河川測量データから生成

Figure 87 格子生成条件設定完了。各横断線の両端とセンターに青丸が表示された画面となる。

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Figure 87 : 格子生成条件設定終了

格子の生成

横断線のうちの一つ(どれでも良い)を選択し、左右岸どちらでも良いので右クリックして、 「分割点の追加(A)」を選択する。

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Figure 88 :分割点の追加(1)

「分割数」ここでは[4](中央から半分の断面を4分割するという意味)を指定して[OK]をクリック。

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Figure 89 :分割点の追加(2)

Figure 88 で選択したのと反対側の横断線を選んで、右クリックし、 「分割点の追加(A)」を選択する。

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Figure 90 :分割点の追加(3)

「分割数」ここでは[4] Figure 89 で指定したのと同じく 左右岸対称の分割数とする。

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Figure 91 :分割点の追加(4)

縦断方向の分割数は一括して指定する。メニューバーから「格子」「格子生成条件」 「分割点の一括追加」を選択

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Figure 92 :分割点の一括追加(1)

「目標とする分割点間の距離」を選び、ここでは[70]mを指定して、[OK]をクリック。

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Figure 93 :分割点の一括追加(2)

分割点の設定が完了。縦横断方向の分割点に黄色の〇が付いた平面図が表示される。

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Figure 94 :分割点の設定完了

メニューバーの「格子」「格子生成」を選ぶ。

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Figure 95 :格子生成(1)

格子生成範囲が青で塗られて、範囲の距離標を示すウィンドウが現れるので、確認して [OK]をクリックする。

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Figure 96 :格子生成(2)

「マッピングを実行しますか?」と出るので[OK]をクリックする。

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Figure 97 :マッピングの実行確認

格子生成が完了し、格子が表示される。

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Figure 98 :格子生成の完了

オブジェクトブラウザーの「格子」「格子点の属性」「河床高(m)」に☑マークを入ると、 格子平面図に標高がカラーコンターで表示され、マッピングの結果が確認出来る。

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Figure 99 :マッピング結果の確認

計算条件の設定

メニューの「計算条件」「設定」を選ぶ

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Figure 100 :計算条件の設定

「グループ」「流量および下流端水位の設定」で、「流量を与える時間単位」を[時間]とし、 [Edit]をクリックする。

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Figure 101 :流量の設定(1)

Figure 102 で3時間の一定流量[2,000㎥/s]を設定して[OK]をクリックする。

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Figure 102 :流量の設定(2)

「時間および浸食に関するパラメーター」は下図ように設定する。

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Figure 103 :時間および浸食に関するパラメーター

「境界条件」は下図ように設定する。

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Figure 104 :境界条件

「水面形状」は下図ように設定する。

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Figure 105 :水面形状

「他の計算条件」は下図ように設定する。

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Figure 106 :他の計算条件

「3次元流速分布」に関しては下図のように設定して。[OK]を選択して終了

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Figure 107 :3次元流速分布の設定

計算の実行

メニューバーで、「計算」「実行」を選択

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Figure 108 :計算の実行(1)

「プロジェクトを保存しますか?」と聞かれるので、「はい(Y)」を選んで、適当な名前で保存する。

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Figure 109 :計算の実行(2)

計算が開始される。

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Figure 110 :計算の実行(3)

「計算が終了しました。」と出るので、[OK]をクリックする。

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Figure 111 :計算の終了

計算結果の表示

メニューで「計算結果」「新しい可視化ウィンドウ(2D)を開く」を選択する。

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Figure 112 :新しい可視化ウィンドウ(2D)を開く

可視化ウィンドウが表示されるので、サイズを適当に変更して見やすい状態にする。

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Figure 113 :新しい可視化ウィンドウ(2D)の表示

水深の表示

Figure 114 のように。オブジェクトブラウザーで、 「スカラー(格子点)」「Depth(m)」 に☑マークを入れて、[Depth(m)]を右クリックで「プロパティ」を選択すると、 「スカラー設定ウィンドウ」 Figure 115 が表示される。

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Figure 114 :新しい可視化ウィンドウ(2D)の表示

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Figure 115 :スカラー設定

「スカラー設定ウィンドウ」 Figure 115 を図のように設定して[OK]をクリックすると、 水深コンターが表示される。

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Figure 116 :水深コンター図

背景画像の表示

「ファイル」「プロパティ」を選択する。

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Figure 117 :ファイルのプロパティ選択

「プロジェクトプロパティ」で「座標系」の「編集」を選択する。

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Figure 118 :座標系の編集

「座標系の選択」画面で、「検索」に[Japan]と入れると、「EPSG…….」というのが沢山出てくるので、 その中で、末尾が「XII」のものを選んで[OK]をクリックする。 (日本の座標系については、 http://www.gsi.go.jp/sokuchikijun/jpc.html を参照されたい。)

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Figure 119 :座標系の選択

「プロジェクトプロパティ」ウィンドウを[閉じる]

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Figure 120 :プロジェクトプロパティウィンドウを閉じる

オブジェクトブラウザーで、「背景画像(インターネット)」「国土地理院(標準地図)」 に☑マークを入れると、背景地図が読み込まれ、表示される。

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Figure 121 :背景画像の読み込み完了

背景を写真にしたい場合や、他の種類の地図にしたい場合は、別の項目を☑する。 なお、GUIの操作時に常時背景画像を表示させておくと、操作が非常に重くなるので、 通常は「背景画像」の☑マークを外しておくことを推奨する。

ベクトルと流線の表示

操作方法、表示方法は全章の例と全く同じなので、省略する。

パーティクルアニメーションの表示

オブジェクトブラウザーの「パーティクル」「Velocity」に☑マークを付けて、 タイムバーをゼロに戻し、プレイボタンを押す( Figure 122 )と Figure 123 の水深平均流速によるパーティクルアニメーションが始まる。

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Figure 122 :パーティクルアニメーション

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Figure 123 :水深平均流速によるパーティクル

表面流速に乗ったパーティクルを赤色で表示する。 「パーティクル」「SurfaceVelocity」に☑を入れて、「パーティクル」を右クリックして 「プロパティ」を選択すると、「パーティクル設定画面」 Figure 124 が表示されるので、図のように設定して[OK]をクリックする。 タイムバーをゼロに戻して、プレイボタンを押すと Figure 125 の 表面流によるパーティクルアニメーションが表示される。

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Figure 124 :パーティクル設定

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Figure 125 :表面流速によるパーティクル

同様な手続きで、「BottomVelocity」を選択すると、底面流によるパーティクルを表示出来る。

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Figure 126 :底面流速によるパーティクル