[計算例 3] 実河川の流れとトレーサーの追跡計算
==========================================================

実河川で行われた浮子観測の結果をもとに再現を行う。
洪水時に浮子投下機から浮子を投下し、100m区間の流下時間を測定、流速を算定している。
観測水位・流速から求められた流量2640m3/sを対象に、Nays2d+を用いて表面流を算定後、
GELATOによる浮子の再現を行う。



Nays2d+による流れの計算
=========================


ソルバの選択
---------------

iRIC起動画面より、[Nays2d+]を起動する。

.. _03_001:

.. figure:: images/03/001.png
   :width: 100%

   : ソルバーの選択


計算格子と河床形状の作成
--------------------------

1)  河床高のインポート
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
[インポート] → [ 地理情報] → [河床高(m)] より、tikei.tpo（点群データ）を読み込みます。
次に点群データの間引きを選択します。ここでは間引きは行わず、1を選びます。

.. _03_002:

.. figure:: images/03/002.png
   :width: 100%

   : 河床高選択
 
.. _03_003:

.. figure:: images/03/003.png
   :width: 100%

   : 点群データ読み込み

.. _03_004:

.. figure:: images/03/004.png
   :width: 60%

   : 間引き

読み込んだ地形データを示します。

.. _03_005:

.. figure:: images/03/005.png
   :width: 100%

   : 地形データ


2) 背景の設定
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
[ ファイル ] → [ プロパティ ] を選択し、プロパティ画面より座標系を選択します。

.. _03_006:

.. figure:: images/03/006.png
   :width: 70%

   : プロジェクトプロパティ

   

検索からJapanを打ち込み、EPSGのJapan VIを選択します。

.. _03_007:

.. figure:: images/03/007.png
   :width: 70%

   : 座標系の選択


オブジェクトブラウザより、[背景画像(インターネット）] → [ 国土地理院(標準地図）]を選択します。

.. _03_008:

.. figure:: images/03/008.png
   :width: 100%

   : 背景の表示

オブジェクトブラウザより、[点群データ1]を右クリック → [ プロパティ]から[TIN]で[点]を選択して点群表示にします。

.. _03_008_2:

.. figure:: images/03/008_2.png
   :width: 100%

   : 点群の表示の変更


3) 計算格子の選択
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
[ 格子 ] → [ 格子生成アルゴリズムの選択 ] → [ 折れ線と格子幅から生成 ]を選択する。


.. _03_009:

.. figure:: images/03/009.png
   :width: 100%

   : 格子アルゴリズムの選択


上流側から下流へ向けて中心位置を選択する。

.. _03_010:

.. figure:: images/03/010.png
   :width: 100%

   : 中心線の選択


格子生成画面より、格子数 ｎI:290、nJ:56、幅W140mとする。格子サイズは2.5m×5.0m程度となる。

.. _03_011:

.. figure:: images/03/011.png
   :width: 70%

   : 格子生成

.. _03_012:

.. figure:: images/03/012.png
   :width: 100%

   : 格子形状



4) 橋脚の設定
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
画面左のオブジェクトブラウザより、地勢データ1を非表示にし、
[ 障害物 ] → [ 追加 ] → [ ポリゴン] を選択し、橋脚位置を障害物設定する。
また、全格子をポリゴンで囲み通常格子とする。このとき、通常セルは障害物セルより
下層のレイヤーに配置する。

.. _03_013:

.. figure:: images/03/013.png
   :width: 100%

   :障害物

.. _03_014:

.. figure:: images/03/014.png
   :width: 100%

   :障害物セル


5) 粗度係数の設定
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
[マニングの粗度係数]よりポリゴンから全格子囲みn=0.030を入力する。

.. _03_015:

.. figure:: images/03/015.png
   :width: 60%

   :粗度係数



6) 属性のマッピング
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
[ 格子 ] → [ 属性のマッピング ] → [ 実行 ]を選択する。

.. _03_016:

.. figure:: images/03/016.png
   :width: 100%

   :属性マッピング

.. _03_017:

.. figure:: images/03/017.png
   :width: 50%

   :属性マッピング実行



計算条件の設定
---------------------
                                 
メニューの[ 計算条件 ]より計算条件をを設定する。
各種条件を図に示す。

.. _03_018:

.. figure:: images/03/018.png
   :width: 100%

   :流量および読み込みファイル

.. _03_019:

.. figure:: images/03/019.png
   :width: 100%

   :流量と下流端水位の時系列データ                              

.. _03_020:

.. figure:: images/03/020.png
   :width: 100%

   :時間および浸食に関するパラメータ      

.. _03_021:
   
.. figure:: images/03/021.png
   :width: 100%

   :境界条件      

.. _03_022:
   
.. figure:: images/03/022.png
   :width: 100%

   :他の計算条件      

.. _03_023:
   
.. figure:: images/03/023.png
   :width: 100%

   :三次元流速分布      


計算の実行
---------------------

名前を付けてプロジェクトを保存し、計算を実行する。
計算が終わったら、保存してプロジェクトを閉じます。


GELATOによる仮想トレーサーの追跡計算
=====================================

ソルバの選択
---------------------

iRICの起動画面から、[新しいプロジェクト]を選ぶと表示されるソルバの選択画面で
[GELATOとても便利な多機能トレーサー追跡ツール] を選択して[OK]を押す。

.. _03_024:
   
.. figure:: images/03/024.png
   :width: 100%

   :ソルバーの選択     



格子のインポート
---------------------

オブジェクトブラウザーの[格子(データなし)]を右クリック して、[インポート]をクリックする。

.. _03_025:
   
.. figure:: images/03/025.png
   :width: 100%

   :ソルバーの選択     

Case1.cgn を選択する。
   
.. _03_026:

.. figure:: images/03/026.png
   :width: 100%

   :インポートするファイルの選択


地形データの確認
---------------------
座標系を設定する。
メニューより[ ファイル ] → [ プロパティ] を選択する。

.. _03_027:

.. figure:: images/03/027.png
   :width: 100%

   :プロパティの選択

プロジェクトプロパティ画面より、座標系の [ 編集 ] を選択する。

.. _03_028:

.. figure:: images/03/028.png
   :width: 70%

   :プロジェクトプロパティ

座標系の選択画面より、検索に [ japan ] を入力し、[ EPSG:・・・CSVI ] を選択する。 

.. _03_029:

.. figure:: images/03/029.png
   :width: 70%

   :座標系の選択

オブジェクトブラウザより、背景画像(インターネット)の国土地理院(標準地図)を選択する。

.. _03_030:

.. figure:: images/03/030.png
   :width: 100%

   :背景画像

GELATOによるトレーサー追跡計算
-----------------------------------
1) 計算条件設定
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
計算条件を示す。

.. _03_031:

.. figure:: images/03/031.png
   :width: 100%

   :基本設定

.. _03_032:
   
.. figure:: images/03/032.png
   :width: 100%

   :cgnファイル選択

.. _03_033:
   
.. figure:: images/03/033.png
   :width: 100%

   :軌跡表示を行う特別トレーサー投入条件

.. _03_034:

.. figure:: images/03/034.png
   :width: 100%

   :乱れの影響



2) 計算の実行
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ファイルをプロジェクトで保存し、計算を実行する。




3) 計算結果の表示
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
[計算結果]より、[新しい可視化ウィンドウ(2D)]を開き、
[背景画像（インターネット）]から[ 国土地理院（標準地図）]を選択する。

.. _03_035:

.. figure:: images/03/035.png
   :width: 100%

   :背景画像



オブジェクトブラウザより、ポリゴンの Trajectory を右クリックし、
プロパティを選択する。

.. _03_036:

.. figure:: images/03/036.png
   :width: 100%

   :ポリゴンのプロパティ

ポリゴン設定画面より、[ 線の幅 ] に 3 を入力する。

.. _03_037:

.. figure:: images/03/037.png
   :width: 100%

   :ポリゴン設定



オブジェクトブラウザより、[ スカラー(格子点)] の[ Velocity ] を選択し、
右クリックよりプロパティを選択する。
スカラー設定画面より、値を入力し、最小値以下を描画のチェックを外す。

.. _03_038:

.. figure:: images/03/038.png
   :width: 100%

   :スカラー設定

以上より、浮子投下機より投下したトレーサーの軌跡の計算結果を示す。

.. _03_039:

.. figure:: images/03/039.png
   :width: 100%

   :トレーサーの軌跡表示

.. figure:: images/03/tracers.gif
   :width: 100%

   : トレーサーの軌跡アニメーション