[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：3次元流速分布

「グループ」「3次元流速分布」の設定は Figure 38 のように設定して 「保存して閉じる」をクリックする．

計算の実行

../_images/jikko_1.png

Figure 39 :計算実行中の画面

[計算]→[実行]を指定すると，Figure 39 のような画面が現れ計算が始まる．

../_images/jikko_2.png

Figure 40 :計算の終了

計算が終了すると, Figure 40 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 41 : 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 42 が現れる．

../_images/kekka_21.png

Figure 42 : スカラーの設定

Figure 42 の赤囲いの部分の設定をして，[OK]をクリックすると Figure 43

../_images/kekka_31.png

Figure 43 : 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 44 が現れる．ここで，赤丸の設定をして[OK]を 押すと Figure 45 が表示される. Figure 45 は水深平均流速ベクトルである．

../_images/kekka_51.png

Figure 44 : ベクトル設定

../_images/kekka_61.png

Figure 45 : 水深平均流速ベクトル表示

Figure 45 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 46 が，また， 「BottomVelocity」に☑マークを入れると 「底面近傍流速」 Figure 47 が表示される．

../_images/kekka_71.png

Figure 46 : 表面流速ベクトル表示

../_images/kekka_81.png

Figure 47 : 河床近傍流速ベクトル表示

Figure 45 ，Figure 46 ,　 Figure 47 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 48 が， 「SurfaceVelocity」に☑マークを入れると「表面流速」による流線 Figure 49 が， 「BottomVelocity」に☑マークを入れると「底面近傍流速」による流線 Figure 50 が 表示される．

../_images/kekka_91.png

Figure 48 : 水深平均流速による流線

../_images/kekka_101.png

Figure 49 : 表面流速による流線

../_images/kekka_111.png

Figure 50 : 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．