======================================================================================================================== [計算例 1] 直線水路におけるトレーサーの輸送 ======================================================================================================================== Nays2DHによる流れの計算 ======================================================================================================================== 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、 [Nays2DH]を選んで[OK]ボタン押すと、 .. figure:: images/01/Select_Nays2DH.png :width: 600pt : ソルバーの選択 「無題- iRIC 4.x.x.xxxx [Nays2DH iRIC4X 1.0 64bit]」と書かれた Windowが現れる。 .. _01_mudai: .. figure:: images/01/mudai.png :width: 100% : Nays2DH起動画面 計算格子の作成 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ :numref:`01_mudai` のウィンドウで、[格子]→[格子生成アルゴリズムの選択]から現れる、 「格子生成アルゴリズムの選択」ウィンドウ で[簡易直線・蛇行生成ツール]を選んで[OK]を押す。 .. _01_kanni: .. figure:: images/01/kanni.png :width: 600pt : 格子生成アルゴリズムの選択 :numref:`01_koushi_1` の画面で、[水路形状]を選択し、下記のようにパラメーターを設定し、他はすべてデフォルトなので、[格子生成]をクリックする。 +----------------------------------+----------+ | 水路主要部の形状 | 直線水路 | +----------------------------------+----------+ | X方向長さもしくは流下方向延長(m) | 5 | +----------------------------------+----------+ | X方向の格子数 | 100 | +----------------------------------+----------+ | Y方向長さもしくは水路幅(m) | 0.5 | +----------------------------------+----------+ | Y方向または横断方向格子数 | 20 | +----------------------------------+----------+ | 主要部の河床勾配 | 0.005 | +----------------------------------+----------+ | 下流端の河床高(m) | -0.5 | +----------------------------------+----------+ .. _01_koushi_1: .. figure:: images/01/koushi_1.png :width: 600pt :水路形状 すると、:numref:`01_koushi_3` 確認ウィンドウが現れるので,[はい(Y)]を押すと格子が生成され、 :numref:`01_koushi_4` が表示される。 .. _01_koushi_3: .. figure:: images/01/koushi_3.png :width: 400pt :確認(マッピング) .. _01_koushi_4: .. figure:: images/01/koushi_4.png :width: 100% :格子生成完了 Nays2DHによる流れの計算条件の設定 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 次に計算条件の設定を行う。メニューバーから[計算条件]→[設定]を選ぶと、 計算条件設定ウィンドウ :numref:`01_joken_1` が表示される。 .. _01_joken_1: .. figure:: images/01/joken_1.png :width: 600pt :計算条件 :numref:`01_joken_2` の[境界条件]の[上流端流量と下流端水位の時間変化]で[Edit]をクリックして、流量ハイドログラフ入力ウィンドウ :numref:`01_joken_3` に移る。 .. _01_joken_2: .. figure:: images/01/joken_2.png :width: 600pt :流量設定 .. _01_joken_3: .. figure:: images/01/joken_3.png :width: 600pt :流量下流端水位設定ウィンドウ :numref:`01_joken_3` において、[時間]、[流量]のハイドログラフを入力する。 ここでは、0～100秒まで、0.001㎥/sの一定流量を与える。設定が終わったら[OK]を押して ウィンドウを閉じる。 .. _01_joken_4: .. figure:: images/01/joken_4.png :width: 600pt :時間に関するパラメータ [時間]を選択し、パラメーターは :numref:`01_joken_4` のように設定し、 [OK]をクリックする。 Nays2DHによる流れの計算実行 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | [計算]→[実行]を指定すると、 :numref:`01_keikoku` のようなダイアログが表示されるので、[OK]を選択しプロジェクトを適当な名前で保存する。 | この時プロジェクトはiproファイルで保存せずに必ずフォルダ(プロジェクトとして保存)で保存すること。 .. _01_keikoku: .. figure:: images/01/keikoku.png :width: 400pt : 警告 計算中は :numref:`01_jikko` のような画面が表示され、計算が終了すると、 :numref:`01_keisan` のような画面が現れるので、[OK]を押して、計算は終了となる。 .. _01_jikko: .. figure:: images/01/jikko.png :width: 100% :計算実行中の画面 .. _01_keisan: .. figure:: images/01/keisan.png :width: 250pt :計算の終了 .. warning:: 計算が終わったら必ず :numref:`01_hozon` のメニューバーの「ファイル」→「保存」を選んで計算結果を保存すること。この結果は後に行うGELATOによる解析で重要となる。 .. _01_hozon: .. figure:: images/01/hozon.png :width: 100% :計算結果の保存 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。 .. _01_kekka_0: .. figure:: images/01/kekka_0.png :width: 100% : 計算結果の表示 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]にチェックマーク入れて、 [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 :numref:`01_kekka_2` が現れる。ここで、赤線で 囲った部分の設定をして[OK]を 押すと :numref:`01_kekka_6` が表示される。:numref:`01_kekka_6` は水深平均流速ベクトル である。等流状態で一様の流速分布となっている。 .. _01_kekka_2: .. figure:: images/01/kekka_2.png :width: 600pt : ベクトル設定 .. _01_kekka_6: .. figure:: images/01/kekka_6.png :width: 100% : 水深平均流速ベクトル表示 パーティクルの表示 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 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、「パーティクル」と「Velocity」 にチェックマークを入れる。( :numref:`01_kekka_9` ) .. _01_kekka_9: .. figure:: images/01/kekka_9.png :width: 100% : パーティクル(1) :numref:`01_kekka_10` のように「パーティクル」右クリックして「プロパティ」を選ぶと、 .. _01_kekka_10: .. figure:: images/01/kekka_10.png :width: 100% : パーティクル(2) :numref:`01_kekka_11` のような「パーティクルの設定」画面が現れるので、図の赤囲いのように パーティクスの発生位置を指定する。 .. _01_kekka_11: .. figure:: images/01/kekka_11.png :width: 600pt : パーティクルの設定 .. _01_kekka_12: :numref:`01_kekka_11` に示すように、タームバーをゼロに戻し、メインメニューから、 「アニメーション」「開始/停止」を選ぶことにより、 :numref:`01_kekka_13` のようなパーティクルの動きが表示される。 .. figure:: images/01/kekka_12.png :width: 100% : アニメーションの再生 .. _01_kekka_13: .. figure:: images/01/nays2d_particle.gif :width: 70% : Nays2DHによるパーティクルアニメーション :numref:`01_kekka_13` からわかるように、流れの計算結果をそのままパーティクル表示すると、乱流による乱れ成分が含まれていないので、**何の変哲も無い** 単純で退屈な 表示しかされない( ^^) _U~~ GELATOよるトレーサーの追跡 ======================================================================================================================== GELATOの起動 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 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」を選んで、「OK」をクリックする。( :numref:`01_GELATO_kido` ) .. _01_GELATO_kido: .. figure:: images/01/GELATO_kido.png :width: 800pt : GELATOの選択と起動 「無題 -iRIC 4.x.x.xxxxx [GELATO]」と書かれたウインドウが現れ、GELATOセッションが開始される。(:numref:`01_GELATO_openning` ) .. _01_GELATO_openning: .. figure:: images/01/GELATO_openning.png :width: 100% : GELATOの起動 この状態の「プリプロセッサー」の「オブジェクトブラウザー」の「格子」の部分には[データなし]と表示されている( :numref:`01_GELATO_openning` ) ので、まずは前記(:numref:`01_koushi_4`)で作成したものをインポートする。 .. _01_GELATO_import: .. figure:: ../images/02/import_grid.png :width: 100% : 格子データのインポート 「格子(データーなし)」を右クリックして「インポート」を選ぶ (:numref:`01_GELATO_import` ). .. _01_GELATO_koshi_1: .. figure:: images/01/GELATO_koshi_1.png :width: 600pt : 格子データファイルの選択 :numref:`01_GELATO_koshi_1` に示すように前述の「Nays2DHによる計算結果」をセーブしたプロジェクトフォルダーの中にある「Case1.cgn」を選択して、「開く」をクリックする。 .. _01_GELATO_wng: .. figure:: images/01/GELATO_wng.png :width: 400pt : 警告 :numref:`01_GELATO_wng` 「このCGNSファイルは・・・ナンチャラ・・・・インポートしますか？」 と出るが、細かいことは気にせずに「はい(Y)」と答えると、 :numref:`01_GELATO_grid` のように格子のインポートが完了する。 .. _01_GELATO_grid: .. figure:: images/01/GELATO_grid.png :width: 100% : 格子のインポート完了 2個のトレーサーの追跡(乱流拡散無し) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 計算条件の設定 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ :numref:`01_joken_0` に示すように、メインメニューから「計算条件」「設定」を選ぶ。 .. _01_joken_0: .. figure:: images/01/joken_0.png :width: 100% : 計算条件の設定(0) 以下に示すように計算条件を設定していく。 「基本設定」の「流れの計算結果CGNSファイル」には前記の「Nays2DHの計算結果」が格納されているCGNSファイルを指定する。 .. _01_GELATO_joken_1: .. figure:: images/01/GELATO_joken_1.png :width: 600pt : 基本設定 .. _01_GELATO_joken_2: .. figure:: images/01/GELATO_joken_2.png :width: 600pt : プライマリートレーサーの供給条件 .. _01_GELATO_joken_3: .. figure:: images/01/GELATO_joken_3.png :width: 600pt : セカンダリートレーサーの供給条件 .. _01_GELATO_joken_4: .. figure:: images/01/GELATO_joken_4.png :width: 600pt : 通常トレーサーの時間設定 .. _01_GELATO_joken_5: .. figure:: images/01/GELATO_joken_5.png :width: 600pt : 拡散に関する条件設定 他の条件はデフォルトの値を使用する。 計算の実行 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ | メインメニューから、「計算」「実行」を選ぶと、 :numref:`01_keikoku` のようなダイアログが表示されるので、[OK]を選択しプロジェクトを適当な名前で保存する。 | 保存が終了すると、計算が実行され、:numref:`01_GELATO_jikko_1` のようなウィンドウが表示される。 .. _01_GELATO_jikko_1: .. figure:: images/01/GELATO_jikko_1.png :width: 100% : 計算の実行 計算が終了すると、:numref:`01_GELATO_jikko_2` のようなウィンドウが 表示されるので「OK」を押す。 .. _01_GELATO_jikko_2: .. figure:: images/01/GELATO_jikko_2.png :width: 250pt : 計算の実行 計算結果の表示 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ メインメニューから、「アニメーション」「開始/停止」を選ぶ（ :numref:`01_GELATO_kekka_1` ) とアニメーションが開始される。( :numref:`01_GELATO_00` ) トレーサーはプライマリーとセカンダリーそれぞれのプロパティから色を設定することができる。 .. _01_GELATO_kekka_1: .. figure:: images/01/GELATO_kekka_1.png :width: 100% : 計算結果の表示 .. _01_GELATO_00: .. figure:: images/01/GELATO_00.gif :width: 70% : トレーサーの動き(拡散無し) 当然、乱流拡散なしの場合は :numref:`01_GELATO_00` のような単純な結果となる。 2個のトレーサーの追跡(乱流拡散有り) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 計算条件の設定 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 計算条件を変更し、乱流拡散の影響を考慮する。メインメニューから「計算条件」→「設定」を選択し、 :numref:`01_GELATO_joken_6` の「計算条件」の設定ウィンドウを表示し、 「拡散に関する条件設定」の「ランダムウォークによるセル以下スケールの乱れの考慮」を「する」に設定し、 パラメーターの「Aの値」を[1]に設定し、「OK」を押す。 .. _01_GELATO_joken_6: .. figure:: images/01/GELATO_joken_6.png :width: 600pt : 拡散に関する条件設定 計算の実行と結果の表示 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 前記と同様に計算を実行して結果をアニメーション表示すると、:numref:`01_GELATO_01` のような 結果となる。 .. _01_GELATO_01: .. figure:: images/01/GELATO_01.gif :width: 70% : トレーサーの動き(拡散あり A=1) さらに Aの値を10とすると、:numref:`01_GELATO_10` となり、明らかに乱れの影響が大きくなる。 .. _01_GELATO_10: .. figure:: images/01/GELATO_10.gif :width: 70% : トレーサーの動き(拡散あり A=10)