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フォーラム

境界条件の壁と流速ベクトルの関係

  • 2023年07月13日
  • se1q_p

流速ベクトルが、境界条件を壁(流入面)に設定している面にぶつかると計算失敗(Calculation is failure!)となるのですが、仕様なのでしょうか?

コメント

  1. KeitaHoshino より:

    se1q_p様

    境界条件が「流入」となっている側方(j=1 or j=nj)に流向が向いていても計算は失敗しないと思います。
    幅1mの蛇行水路で側方(j=1 or j=nj)の境界条件をどちらも「流入」として河岸に流向が向かうように側方から流入を設定してみましたが計算は最後までまわりました。
    iproはこちらです
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/nays2dflood_test_v3.ipro

    se1q_p様のプロジェクトでは「Calculation is failure!」というエラーが出ているとのことですので、おそらく計算が発散しているのではないかと思われます。
    格子間隔を大きくするか計算タイムステップを小さく設定してみてください。
    Nays2DFloodについては以下のよくある質問にエラー毎の対処方が載っているので是非ご覧ください。

    よくある質問
    https://i-ric.org/help/faq/

    また、iRICのHPのマニュアルのページからiRICで計算するうえでの注意点をまとめた資料をご覧いただけます。
    計算が発散する際に留意すべきCFL条件や格子幅についても記載がございますので是非ご覧ください。

    iRIC HP マニュアル
    https://i-ric.org/help/manual/
    iRICを操作する上での注意点について
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2018/11/d8bf5c9f38b5c9cb61faf902b4a9e217.pdf

  2. se1q_p より:

    KeitaHoshino様

    計算条件
     格子幅:10m×10m
     計算タイムステップ:0.1s

    「iRICを操作する上での注意点について」より
    ①CFL条件
     格子幅>移動量(=速度×計算タイムステップ)
     計算条件を上記の式に当てはめると、xy方向のいずれかの速度が100m/s(=10/0.1)に達すると発散するのでしょうか?
    ②格子幅の比
     隣り合う格子幅の比は目視ですが、条件は満たしていると思います。

    よければ直接確認していただきたいのですが、恐れ入りますがファイルのURLを貼る方法を教えていただけないでしょうか?

    • KeitaHoshino より:

      se1q_p様

      >計算条件を上記の式に当てはめると、xy方向のいずれかの速度が100m/s(=10/0.1)に達すると発散するのでしょうか?
      その考え方でよいと思いますが、直線水路でもなければ蛇行等により格子のサイズは変動しますのでそれより小さい値でも十分に発散する可能性はございます。

      >よければ直接確認していただきたいのですが、恐れ入りますがファイルのURLを貼る方法を教えていただけないでしょうか?
      私が分かる範囲であれば確認することは可能です。
      フォーラムの機能でファイルアップロード機能はございません。
      Googleドライブの共有リンクを貼って頂くか、GigaFile便やAxfc Uploader等の一般的なアップローダーにアップしてそのURLを貼り付けて下さい。

  3. se1q_p より:

    KeitaHoshino様

    GigaFile便にてアップロードしました。大変恐縮ですがご確認いただけると幸いです。

    https://40.gigafile.nu/0720-c83a97888dbc6cda843c7a171626caaa9

  4. KeitaHoshino より:

    se1q_p様

    プロジェクトファイル拝見致しました。
    流速の分布を見てみると局所的に流速が早い場所が見られます。

    流速(最大値)
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/2023-07-18_11h25_28.png
    流速(t=4080)
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/2023-07-18_11h29_12.png

    試しに計算タイムステップdt=0.05secで計算してみましたが、同様の場所で異常に流速が高くなり、計算が発散しました。

    dt=0.05
    流速(最大値)
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/2023-07-18_11h39_42.png
    流速(t=40200)
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/2023-07-18_11h42_06.png

    また、横断測量データから作成したと思われる点群データのTINが明らかに長い辺で構成されています。
    https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/2023-07-18_12h12_35.png

    このような状態では格子におかしな地形データがマッピングされてしまいますので、TINの調整を行うのがよいと思います。
    さらに国土数値情報の点群データと横断測量データを組み合わせる際は点群データを1つにマージしたほうがよいです。

    以下を試してみてください。
    ・以下を参考に地形データを修正
    「iRIC講習会(初級)測量データに近い格子地形をつくるには?」
    https://youtu.be/HJWkfYrp2Y4
    Docs » プリプロセッサー » 地理情報 » 点群データ編集機能
    https://iric-gui-user-manual-jp.readthedocs.io/ja/latest/04/04/02_pointcloud_data.html
    iRICで複数の点群データを扱う際の注意点
    https://qiita.com/starfieldKt/items/1001c39610d064af8765

    ・局所的に流速が早くなっている箇所の標高を確認して変な地形になっているようであれば修正する。
    ・小さい流量で発散しているので、格子間隔を小さくしてみる。(CFL条件にご注意ください。)
    なお、地形データ、格子サイズやdtによる感度分析を行う場合、現在の境界条件(流量)でやると46,200secと計算が長すぎるので、最大流量や計算が発散した流量などから検証用の短いハイドロを作成して試すとよいと思います。

    参考
    https://i-ric.org/forum/%E8%A8%88%E7%AE%97%E3%82%92%E5%A4%B1%E6%95%97%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%97%E3%81%9F/
    https://i-ric.org/en/forum/is-it-possible-analysis-low-flow-conditions-of-a-river-with-nays2dflood/#comment-329

  5. se1q_p より:

    KeitaHoshino様

    ご確認ありがとうございます。
    いただいたアドバイスを参考にデータを見直し、流量がピークに達してから0に近づくまでのハイドロを編集したら最後まで計算できました。(計算時間を46,200s→40,200sに変更)最大浸水深が知りたかったので、ハイドログラフを削ったこと自体は問題ではないのですが、流量が0に近づくと発散するということについてなにかご存じでしたら教えていただけないでしょうか?

    • KeitaHoshino より:

      se1q_p様

      計算が無事出来たようでよかったです。
      ピークから立ち下がり時の発散の理由ですが、一概に何が原因かは私にはわかりません。
      流量よりは、やはり局所的に流速が早く流行の向きもまばらになっている箇所の地形が怪しいかなと素人的には考えています。少し位置を変えて格子を作り直してみたり格子間隔を狭めてみたりするだけでも計算が最後まで回ることはあると思います。

      鳥瞰図可視化ウィンドウで地形と一緒に水深や流速を見ると怪しい場所がわかるかもしれません。
      https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2023/07/2023-07-20_15h30_12.png

      あまり計算内容については詳しくないため一般的な回答しか出来ず申し訳ございません。

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