力 新バージョン入出力データ 仕様 ご紹介 仕様のご紹介 - 地圏環境

第2回GETFLOWSユーザ会議/第13回地圏と環境セミナー
新バージョン入出力データ
力
仕様 ご紹介
仕様のご紹介
平成22年12月10日
アウトライン
1 新バージョンの開発動機と要求事項
1.
新バ ジョンの開発動機と要求事項
2. 開発方針
3. 現在の進捗報告
a. 新入出力データの仕様
b ドキュメントの充実
b.
ドキュメントの充実・公開
公開
c. V&V
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
2
新バージョンの開発動機と要求事項
• 現行バージョン入力ファイルからの改良
現行バ ジョン入力ファイルからの改良
– 入力データを整理,まとめ直し,ファイルを構造化
– 形式上の設定パラメータの排除
形式上の設定パラメ タの排除
– デフォルト値の利用と入力ファイルの簡素化
– データ蓄積とモデルの再利用
デ タ蓄積と デ
再利用
• インハウスシミュレータから誰もが使えるシミュレータへ
ウ
タから誰もが使 る
タ
– ドキュメント整備
– エラー検出の強化
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
3
開発方針
入出力ファイルシステム更新
入力データの構造化
入力デ
タの構造化
オブジェクトの導入
オブジ
クトの導入
入力及び出力ファイルを各1
つのメインファイルに統一し,
可読性を向上。入力ファイル
内は必要なデータのみを定
義するリクエスト方式に変更。
主出力ファイルは一新
主出力ファイルは
新。
ブロック単位で必要なデータ
のみを入力する構造化を採
用。予め定義された固有のブ
ロック及びブロック内の識別
子名称を使用。定義方法は
自由書式により柔軟に記述
自由書式により柔軟に記述。
地層,流体,化学物質ごとに
実体の記述に必要なデータ
の集まりをオブジェクトと定義。
入力として参照可能。オブ
ジェクトの蓄積によってユー
ザー独自のデータベースへ
ザ
独自のデ タベ スへ。
実行診断メッセージの表示
ドキュメントの充実・公開
評価版・テンプレート公開
シミュレータ実行時の入力診
断機能を内蔵し,エラー/
ワーニングメッセージの充実
グ
ジ 充実
により,異常終了時に原因不
明となる状況を回避する。利
用者サポート機能を強化。
用者サポ
ト機能を強化。
これまで断片化されていた関
連ドキュメントを統合化しコン
パイ
パイル。“理論編”,“操作編”,
“理論編” “操作編”
“V&V編”の各種ドキュメント
をユーザーズマニュアルとし
て充実・公開予定。
て充実
公開予定。
評価版ライセンス,及びV&V
検証例題と典型的な解析タイ
プ(洪水氾濫 ダム
プ(洪水氾濫,ダム,トンネル
ネ
掘削,汚染漏洩,井戸浄
化・・・等)の例題テンプレート
を公開予定。
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
4
入出力ファイルシステム
入出力ファイルシ
テ (現行
(現行ver.)
e .)
※入力ファイル群は固定されている
外部ファイル
格子座標データ
格子座標デ
タ
主入力
ファイル
地層
物性
ファイル
流体
物性
ファイル
井戸
条件
ファイル
降水
条件
ファイル
GETFLOWS
主出力
ファイル
主変数
ファイル
監視
ファイル
井戸
ファイル
降水
ファイル
・・・
流量
観測
ファイル
稼働OS:
Linux, Windows
・・・
流量
ファイル
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
5
入出力ファイルシステム
入出力ファイルシ
テ (新
(新ver.)
e .)
※全ての入力設定は1つの主入力ファイルに集約。パラメータによってはデフォ
ルト値を用意し入力不要に(ユーザーによる変更も可能)
外部ファイル
格子座標データ
格子座標デ
タ,物性DB等
物性DB等
主入力
ファイル
外部ファイル
※設定の一部を外部ファイルと
※設定の
部を外部ファイルと
して読み込みも可能
GETFLOWS
主出力
ファイル
主変数
ファイル
降水
ファイル
稼働OS:
Linux, Windows
・・・
流量
ファイル
※必要な出力データのみを入力ファイル内部に宣言し
6
そのデータファイルのみが作成される
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
入力デ タの構造化
入力データの構造化
【ブロック】
• 入力ファイルを構成する入力デ
入力ファイルを構成する入力デー
タの基本単位
• 複数のカードの集まりで定義
• 始端に「#」で始まる識別子
【オブジェクトの利用】
• オブジェクトで定義されたデータ
を入力ファイルから参照すること
が可能。詳細は次項。
【カード】
• ブロック内に定義される入力デー
タの最小単位
• 物性値など個々のパラメータを設
定する
• 使用可能なカードはブロック毎に
使
能な
ド ブ
毎
異なる。
7
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
オブジ クトとは
オブジェクトとは
【オブジェクト】
実体の記述に必要な
データの集まりを定義
するデータセット
するデ
タセット
カード群
オブジェクトタイプ
SOLID OBJECT
SOLID‐OBJECT
#浸透率
地層
#比重
流体
#熱伝導
化学
物質
#間隙率
オブジェクト
入力ファイル内で使用可
“PROPERTIES ブロック”
#比熱
#比重
CHEMICAL‐OBJECT
地層,流体,化学物質の
オブジェクト種別毎にとり
得るカードの集まりをパッ
ケージ化
#粘度
…
Input.dat
FLUID‐OBJECT
#密度
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
8
入力ファイルの構成
カード
ブロック
入力ファイル
・・・・・・
#JOB-CONTROL
RUNTYPE=
...... = ......
...... = ......
VISCOSITY=
FLUID-DENSITY=
・・・・・
#END-OF- JOB-CONTROL
#FLUID-PROPERTIES
#FLUID
PROPERTIES
...... = ......
#FLUID-PROPERTIES
...... = ......
>TABLE
TABLE=
#END-OF-FLUID-PROPERTIE
・・・
・・・
..... = ......
#END-OF-FLUID-PROPERTIE
#ABSOLUTE-PERMEABILITY
FLOW-TYPE=
...... = ......
・・・
EFFECTIVE-POROSITY=
..... = ......
PERM
PERM=
#END-OF-ABSOLUTE-PERME
カードを使って
オブジェクトを作成
オブジェクト
登録済みのオブジェクトを
呼び出して利用する
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
9
入力デ タ例
入力データ例
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
10
出力ファイル例
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
11
実行診断メッセ ジ
実行診断メッセージ
• 実行時の標準出力
• エラー原因の特定を容易に
– エラーについてのコメント
– エラー発生行番号出力
入力値の型が異なる
値の範囲エラー
定義されていない
ドメインの参照
対象でない文字列の入力
象
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
12
ドキ メントの充実 公開
ドキュメントの充実・公開
• 理論マニュアル
論
• 操作マニュアル
操作マ ュアル
• 検証例題データセット集
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
13
理論マ
理論マニュアル
アル
•
GETFLOWSが扱う現象の支配方程式と離散化手法,数値解法などにつ
いてまとめる
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
14
操作マ
操作マニュアル
アル
•
新バージョンGETFLOWSの入力ファイル規則などの利用方法についてま
とめる
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
15
検証例題デ タセット集
検証例題データセット集
•
GETFLOWSに対してV&Vとして実施したテストケースのうち一部をデータ
セット集としてまとめる
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
16
世界的なV&Vの動き
• V&V(Verification & Validation:検証と確証)の重要性
– シミ
シミュレータの品質保証
レ タの品質保証
– 解析結果を各種の許認可申請や大規模建設工事の基礎資料として利用
する際など
• 海外での動き:V&Vプロセスの標準化
–
–
–
–
原子力分野:ANS(米国原子力学会)
流体解析 :AIAA(米国航空宇宙学会)
構造解析 :ASME(米国機械学会),英国NAFEMS
地下水
:U.S.EPA(米国環境保護庁),ASTM(米国材料試験協会)
• 我が国での動き
– 日本計算工学会
– 原子力学会・計算科学技術部会
– 土木学会
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
17
弊社におけるV&Vの取り組み
• テストケースを3つのカテゴリーに分類
– カテゴリー0
カテゴリ 0 : 解析種別によらない共通機能の検証及びコードの
解析種別によらない共通機能の検証及び
ドの
基本特性の把握(Verification)
– カテゴリ
カテゴリー1
1:コ
コード機能の検証(Verification)
ド機能の検証(Verification)
– カテゴリー2 : モデル/パラメータの確証(Validation)
• テストケースの設計手順
1. GCM/RCM,LSM,地表水流動,土砂輸送,地形変化等の視点を加え
た水・物質循環シミュレータの一般的な機能分析リストを作成
2. 機能分析リストからGETFLOWSが扱える機能を抽出
3. GETFLOWSが解析可能な解析種別を分類
が解析 能な解析種 を分類
4. 解析種別ごとに取り扱う機能を抽出・整理
5 全機能を網羅するように解析種別ごとにテストケースを複数設定
5.
全機能を網羅するように解析種別ごとにテストケ スを複数設定
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
18
水・物質循環シミュレータの機能分析リスト
流体システム
流体相
■ F-1:水相
■ F-2:気相
■ F-3:非水相液体(NAPL)
流体特性
■ F-4:密度
■ F-5:粘度
■ F-6:圧力依存性
■ F-7:温度依存性
□ F-8:超臨界状態
地表水流動
流動特性
□ R-1:等流
R 1:等流
□ R-2:不等流
■ R-3:不定流
■ R-4:浸透
■ R-5:湧出
開水路流れ
¾ 平均流速公式
■ R-6:マニングの式
□ R-7:ジェシーの式
¾ 運動方程式解法
■ R-8 :Dynamic
y
Wave
■ R-9 :拡散波近似
■ R-10:線形化拡散波近似
■ R-11:運動波近似
流出モデル
□ R-12:貯留関数法
□ R-13:タンクモデル
■ R-14:分布型モデル
陸面特性
■ R-15:降雨分布
■ R-16:降雨時間変化
降雨時間変化
□ R-17:積雪・融雪
■ R-18:蒸発散
■ R-19:海水位変化
■ R-20:土地利用
■ R-21:植生
□ R-22:樹冠遮断
□ R-23:リター遮断
地表流パラメータ
■ R-24:等価粗度係数
人工構造物
■ R-25:水門・樋門・樋管
■ R-26:堰
■ R-27:ダム
□ R-28:雨水浸透施設
□ R-29:人工涵養施設
地下流体流動
流動特性
■ G-1:単相流
■ G-2:二相流
■ G-3:多相流
■ G-4:水蒸気
■ G
G-5:塩水(密度流)
5:塩水(密度流)
■ G-6:ダルシー流れ
□ G-7:非ダルシー流れ
水文地質学的媒体特性
■ G-8 :多孔質媒体
□ G-9 :離散的フラクチャー
□ G-10:二重孔隙モデル
■ G-11:均質水力学特性
■ G-12:不均質水力学特性
■ G-13:異方的水力学特性
■ G-14:地盤圧縮性
□ G-15:膨潤
□ G-16:収縮
■ G-17:傾斜地層
■ G-18:複数種地層
物質輸送
保存的輸送過程
■ T-1:移流
■ T-2:機械的分散
■ T-3:分子拡散
■ T-4:多成分系
Sink/Source
¾ 点源(井戸)
■ G-36:定流量
■ G-37:可変流量
■ G-38:定圧
■ G-39:井戸損失
□ G-40:グリッド―半径補正
□ G-41: Well-bore storage
■ G-42:多層仕上げ
¾ 線源
■ G-43:定流量
■ G-44:可変流量
■ G-45:定圧
数値解法・ソルバー
Spatial orientation
■ N-1:一次元水平
■ N-2:一次元鉛直
■ N-3:二次元水平
■ N-4:二次元鉛直
□ N
N-5:二次元放射状
5:二次元放射状
■ N-6:完全三次元
□ N-7:三次元円筒形
□ N-8:三次元放射状
熱輸送パラメータ
■ H-9:孔隙率
¾ 熱分散係数
■ H-10:等方性
■ H-11:異方性
■ H-12:均質
■ H-13:不均質
¾ 固相熱伝導率
■ H-14:均質
■ H-15:不均質
空間離散化
□ N-9 :離散化なし
■ N-10:等間隔グリッド
■ N-11:可変間隔グリッド
□ N-12:可動グリッド
(節点の再配置)
■ N-13:局所高解像度格子(LGR)
9つの機能群に大別
•
•
•
•
•
•
•
•
•
媒体パラメータ
■ G-19:孔隙率
■ G-21:孔隙率変化
■ G-22:浸透率(透水係数)
■ G-23:浸透率変化
■ G-24:圧縮率
■ G-25:残留飽和率
G 25 残留飽和率
¾ 飽和率 vs.毛管圧力(サクション)
□ G-26:モデル選択
■ G-27:表形式入力(任意の関数)
■ G-28:ヒステリシス
¾ 飽和率 vs.相対浸透率(不飽和透水
係数)
□ G-29:モデル選択
■ G-30:表形式入力(任意の関数)
■ G-31:ヒステリシス
■ G-32:三相相対浸透率モデル
流動関連過程
■ G-33:地表水浸透
■ G-34:蒸発散
■ G-35:毛管帯形成
熱輸送
熱輸送過程
■ H-1:移流
■ H-2:熱伝導
■ H-3:熱分散
■ H-4:固相-液相間熱拡散
■ H
H-5:放射
5:放射
■ H-6:相変化
■ H-7:相間熱交換
■ H-8:熱生成
相間物質移動
■ T-5 :吸着(気相成分→固相)
■ T-6 :吸着(液相成分→固相)
■ T-7 :脱着(固相→気相成分)
■ T-8 :脱着(固相→液相成分)
■ T-9 :揮発
□ T-10:凝縮
流体システム
地表流動
地下流体流動
物質輸送
熱輸送
土砂輸送
変形
数値解法 ソルバ
数値解法・ソルバー
出力
吸着式
¾ 平衡等温吸着
■ T-11:線形(遅延効果)
■ T-12:ラングミュア
■ T-13:フロイントリッヒ
□ T-14:速度論的吸着
化学反応
■ T-15:イオン交換
□ T-16:置換/加水分解
■ T-17:溶解(気相成分→水相)
■ T-18:溶解(非水相成分→水相)
□ T-19:溶解(固相成分→水相)
□ T-20:沈殿
□ T-21:酸化/還元
□ T
T-22:酸・塩基反応
22:酸 塩基反応
□ T-23:錯体形成
□ T-24:微生物分解
■ T-25:放射性崩壊
反応形式
□ T-26:0次反応
■ T-27:1次反応
□ T-28:2次反応
■ T-29:連鎖反応
物質輸送パラメータ
■ T-30:孔隙率
¾ 分散長
■ T-31:等方性
■ T-32:二次元異方性
■ T-33:三次元異方性
■ T-34:均質
■ T-35:不均質
■ T-36:スケール依存性
¾ 拡散係数
■ T-37:均質
■ T-38:不均質
■ T-39:多成分
¾ 遅延係数
■ T-40:均質
■ T-41:不均質
■ T-42:屈曲度
■ T-43:反応速度定数
■ T-44:Henry定数
■ T-45:半減期
Sink/Source
¾ 点源(井戸)
■ T-46:定流量・定濃度圧入
■ T-47:時間可変流量・濃度圧入
■ T-48:地下水揚水
■ T-49:線源(浸透溝)
■ T-50:水平面源(飼育場,埋立地)
□ T-51:植物吸収
Sink/Source
¾ 点源(井戸)
■ H-16:定流量・定温度圧入
■ H-17:時間可変流量・温度圧入
■ H-18:地下水揚水
■ H-19:線源
■ H-20:水平面源
土砂輸送
土砂輸送過程
■ S-1:掃流砂
■ S-2:浮遊砂
□ S-3:斜面崩壊
■ S-4:地形変化
■ S-5:地形拡散
土砂輸送パラメータ
■ S-6:粒径分布
■ S-7:粒子密度
■ S-8:従順化係数
変形
変形過程
¾ 一次元
□ D
D-1:地盤沈下
1:地盤沈下
□ D-2:圧密
□ D-3:媒体膨張
¾ 二次元
□ D-4:鉛直
□ D-5:水平
□ D-6:三次元
□ D-7:流体連成
□ D-8:温度・流体連成
□ D-9:弾性変形
□ D-10:非弾性変形
グリッド形状
□ N-14:一次元線形
□ N-15:一次元曲線
□ N-16:二次元三角形
□ N-17:二次元湾曲三角形
□ N-18:二次元長方形
□ N-19:二次元正方形
□ N-20:二次元四辺形
□ N-21:二次元湾曲四辺形
□ N-22:二次元多角形
□ N-23:二次元円筒形
N 23 二次元円筒形
■ N-24:三次元立方体
■ N-25:三次元直方体
■ N-26:三次元六面体
□ N-27:三次元四面体
□ N-28:三次元球形
出力
エコーバック
■ O-1:入力値のエコー
計算結果出力(形式)
■ O-2:バイナリ形式
■ O
O-3:ASCII形式
3:ASCII形式
■ O-4:空間分布
■ O-5:時系列
■ O-6:直接画面表示(テキスト)
□ O-7:直接画面表示(グラフ)
□ O-8:画像ファイル
計算結果出力(種類)
■ O-9 :圧力
■ O-10:ポテンシャル
■ O-11:飽和率
□ O-12:圧力変化量
□ O-13:飽和率変化量
■ O-14:格子間フラックス
■ O-15:浸透フラックス
■ O-16:蒸発散フラックス
■ O-17:境界面フラックス
■ O-18:流速
■ O-19:流線・流跡線(画像)
□ O-20:物質収支
計算情報出力
■ O-21:反復計算の進捗
■ O-22:反復計算誤差
O 22 反復計算誤差
■ O-23:質量収支誤差
□ O-24:CPU時間
□ O-25:割り当てメモリ量
数値解法
□ N-29:有限差分法
■ N-30:積分型有限差分法
□ N-31:有限要素法
□ N
N-32:粒子追跡法
32:粒子追跡法
時間離散化
□ N-33:陽解法
■ N-34:完全陰解法
□ N-35:Crank-Nicholson法
Time Stepping Scheme
■ N-36:固定タイムステップ
■ N-37:オートタイムステップ
非線形解法
□ N-38:Picardの逐次反復法
■ N-39:Newton-Raphson法
マトリックスソルバー
■ N-40:反復法
■ N-41:直接法
■ N-42:逐次陽化手法(SLP)
変形パラメータ
□ D-11:応力依存型浸透率
□ D-12:地盤圧縮率
□ D-13:圧密係数
※Paul K. M., van der Heijde and David A. Kanzer, 1997. Ground-Water Model Testing: Systematic
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
Evaluation and Testing of Code Functionality and Performance, EPA/600/R-97/007. を参考に作成
19
水・物質循環シミュレータの機能分析リスト
流体システム
流体相
■ F-1:水相
■ F-2:気相
■ F-3:非水相液体(NAPL)
流体特性
■ F-4:密度
■ F-5:粘度
■ F-6:圧力依存性
■ F-7:温度依存性
□ F-8:超臨界状態
地表水流動
流動特性
□ R-1:等流
R 1:等流
□ R-2:不等流
■ R-3:不定流
■ R-4:浸透
■ R-5:湧出
開水路流れ
¾ 平均流速公式
■ R-6:マニングの式
□ R-7:ジェシーの式
¾ 運動方程式解法
■ R-8 :Dynamic
y
Wave
■ R-9 :拡散波近似
■ R-10:線形化拡散波近似
■ R-11:運動波近似
流出モデル
□ R-12:貯留関数法
□ R-13:タンクモデル
■ R-14:分布型モデル
陸面特性
■ R-15:降雨分布
■ R-16:降雨時間変化
降雨時間変化
□ R-17:積雪・融雪
■ R-18:蒸発散
■ R-19:海水位変化
■ R-20:土地利用
■ R-21:植生
□ R-22:樹冠遮断
□ R-23:リター遮断
地表流パラメータ
■ R-24:等価粗度係数
人工構造物
■ R-25:水門・樋門・樋管
■ R-26:堰
■ R-27:ダム
□ R-28:雨水浸透施設
□ R-29:人工涵養施設
地下流体流動
流動特性
■ G-1:単相流
■ G-2:二相流
■ G-3:多相流
■ G-4:水蒸気
■ G
G-5:塩水(密度流)
5:塩水(密度流)
■ G-6:ダルシー流れ
□ G-7:非ダルシー流れ
水文地質学的媒体特性
■ G-8 :多孔質媒体
□ G-9 :離散的フラクチャー
□ G-10:二重孔隙モデル
■ G-11:均質水力学特性
■ G-12:不均質水力学特性
■ G-13:異方的水力学特性
■ G-14:地盤圧縮性
□ G-15:膨潤
□ G-16:収縮
■ G-17:傾斜地層
■ G-18:複数種地層
媒体パラメータ
■ G-19:孔隙率
■ G-21:孔隙率変化
■ G-22:浸透率(透水係数)
■ G-23:浸透率変化
■ G-24:圧縮率
■ G-25:残留飽和率
G 25 残留飽和率
¾ 飽和率 vs.毛管圧力(サクション)
□ G-26:モデル選択
■ G-27:表形式入力(任意の関数)
■ G-28:ヒステリシス
¾ 飽和率 vs.相対浸透率(不飽和透水
係数)
□ G-29:モデル選択
■ G-30:表形式入力(任意の関数)
■ G-31:ヒステリシス
■ G-32:三相相対浸透率モデル
流動関連過程
■ G-33:地表水浸透
■ G-34:蒸発散
■ G-35:毛管帯形成
Sink/Source
¾ 点源(井戸)
■ G-36:定流量
■ G-37:可変流量
■ G-38:定圧
■ G-39:井戸損失
□ G-40:グリッド―半径補正
□ G-41: Well-bore storage
■ G-42:多層仕上げ
¾ 線源
■ G-43:定流量
■ G-44:可変流量
■ G-45:定圧
物質輸送
保存的輸送過程
■ T-1:移流
■ T-2:機械的分散
■ T-3:分子拡散
■ T-4:多成分系
相間物質移動
■ T-5 :吸着(気相成分→固相)
■ T-6 :吸着(液相成分→固相)
■ T-7 :脱着(固相→気相成分)
■ T-8 :脱着(固相→液相成分)
■ T-9 :揮発
□ T-10:凝縮
吸着式
¾ 平衡等温吸着
■ T-11:線形(遅延効果)
■ T-12:ラングミュア
■ T-13:フロイントリッヒ
□ T-14:速度論的吸着
化学反応
■ T-15:イオン交換
□ T-16:置換/加水分解
■ T-17:溶解(気相成分→水相)
■ T-18:溶解(非水相成分→水相)
□ T-19:溶解(固相成分→水相)
□ T-20:沈殿
□ T-21:酸化/還元
□ T
T-22:酸・塩基反応
22:酸 塩基反応
□ T-23:錯体形成
□ T-24:微生物分解
■ T-25:放射性崩壊
反応形式
□ T-26:0次反応
■ T-27:1次反応
□ T-28:2次反応
■ T-29:連鎖反応
物質輸送パラメータ
■ T-30:孔隙率
¾ 分散長
■ T-31:等方性
■ T-32:二次元異方性
■ T-33:三次元異方性
■ T-34:均質
■ T-35:不均質
■ T-36:スケール依存性
¾ 拡散係数
■ T-37:均質
■ T-38:不均質
■ T-39:多成分
¾ 遅延係数
■ T-40:均質
■ T-41:不均質
■ T-42:屈曲度
■ T-43:反応速度定数
■ T-44:Henry定数
■ T-45:半減期
Sink/Source
¾ 点源(井戸)
■ T-46:定流量・定濃度圧入
■ T-47:時間可変流量・濃度圧入
■ T-48:地下水揚水
■ T-49:線源(浸透溝)
■ T-50:水平面源(飼育場,埋立地)
□ T-51:植物吸収
熱輸送
数値解法・ソルバー
熱輸送過程
■ H-1:移流
■ H-2:熱伝導
■ H-3:熱分散
■ H-4:固相-液相間熱拡散
■ H
H-5:放射
5:放射
■ H-6:相変化
■ H-7:相間熱交換
■ H-8:熱生成
Spatial orientation
■ N-1:一次元水平
■ N-2:一次元鉛直
■ N-3:二次元水平
■ N-4:二次元鉛直
□ N
N-5:二次元放射状
5:二次元放射状
■ N-6:完全三次元
□ N-7:三次元円筒形
□ N-8:三次元放射状
熱輸送パラメータ
■ H-9:孔隙率
¾ 熱分散係数
■ H-10:等方性
■ H-11:異方性
■ H-12:均質
■ H-13:不均質
¾ 固相熱伝導率
■ H-14:均質
■ H-15:不均質
空間離散化
□ N-9 :離散化なし
■ N-10:等間隔グリッド
■ N-11:可変間隔グリッド
□ N-12:可動グリッド
(節点の再配置)
■ N-13:局所高解像度格子(LGR)
Sink/Source
¾ 点源(井戸)
■ H-16:定流量・定温度圧入
■ H-17:時間可変流量・温度圧入
■ H-18:地下水揚水
■ H-19:線源
■ H-20:水平面源
土砂輸送
土砂輸送過程
■ S-1:掃流砂
■ S-2:浮遊砂
□ S-3:斜面崩壊
■ S-4:地形変化
■ S-5:地形拡散
土砂輸送パラメータ
■ S-6:粒径分布
■ S-7:粒子密度
■ S-8:従順化係数
変形
変形過程
¾ 一次元
□ D
D-1:地盤沈下
1:地盤沈下
□ D-2:圧密
□ D-3:媒体膨張
¾ 二次元
□ D-4:鉛直
□ D-5:水平
□ D-6:三次元
□ D-7:流体連成
□ D-8:温度・流体連成
□ D-9:弾性変形
□ D-10:非弾性変形
グリッド形状
□ N-14:一次元線形
□ N-15:一次元曲線
□ N-16:二次元三角形
□ N-17:二次元湾曲三角形
□ N-18:二次元長方形
□ N-19:二次元正方形
□ N-20:二次元四辺形
□ N-21:二次元湾曲四辺形
□ N-22:二次元多角形
□ N-23:二次元円筒形
N 23 二次元円筒形
■ N-24:三次元立方体
■ N-25:三次元直方体
■ N-26:三次元六面体
□ N-27:三次元四面体
□ N-28:三次元球形
出力
エコーバック
■ O-1:入力値のエコー
計算結果出力(形式)
■ O-2:バイナリ形式
■ O
O-3:ASCII形式
3:ASCII形式
■ O-4:空間分布
■ O-5:時系列
■ O-6:直接画面表示(テキスト)
□ O-7:直接画面表示(グラフ)
□ O-8:画像ファイル
計算結果出力(種類)
■ O-9 :圧力
■ O-10:ポテンシャル
■ O-11:飽和率
□ O-12:圧力変化量
□ O-13:飽和率変化量
■ O-14:格子間フラックス
■ O-15:浸透フラックス
■ O-16:蒸発散フラックス
■ O-17:境界面フラックス
■ O-18:流速
■ O-19:流線・流跡線(画像)
□ O-20:物質収支
計算情報出力
■ O-21:反復計算の進捗
■ O-22:反復計算誤差
O 22 反復計算誤差
■ O-23:質量収支誤差
□ O-24:CPU時間
□ O-25:割り当てメモリ量
数値解法
□ N-29:有限差分法
■ N-30:積分型有限差分法
□ N-31:有限要素法
□ N
N-32:粒子追跡法
32:粒子追跡法
時間離散化
□ N-33:陽解法
■ N-34:完全陰解法
□ N-35:Crank-Nicholson法
Time Stepping Scheme
■ N-36:固定タイムステップ
■ N-37:オートタイムステップ
非線形解法
□ N-38:Picardの逐次反復法
■ N-39:Newton-Raphson法
マトリックスソルバー
■ N-40:反復法
■ N-41:直接法
■ N-42:逐次陽化手法(SLP)
変形パラメータ
□ D-11:応力依存型浸透率
□ D-12:地盤圧縮率
□ D-13:圧密係数
※Paul K. M., van der Heijde and David A. Kanzer, 1997. Ground-Water Model Testing: Systematic
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
Evaluation and Testing of Code Functionality and Performance, EPA/600/R-97/007. を参考に作成
20
水・物質循環シミュレータの機能分析リスト
流体システム
■でチェックされた
機能をすべて網羅
するようにテスト
ケースを設定
流体相
■ F-1:水相
F 1 水相
■ F-2:気相
■ F-3:非水相液体(NAPL)
流体特性
■ F-4:密度
F 4:密度
■ F-5:粘度
■ F-6:圧力依存性
■ F-7:温度依存性
□ F-8:超臨界状態
地表水流動
GETFLOWSが有する
機能には■
流動特性
□ R-1:等流
R 1:等流
□ R-2:不等流
■ R-3:不定流
■ R-4:浸透
■ R-5:湧出
地下流体流動
流動特性
■ G-1:単相流
G 1 単相流
■ G-2:二相流
■ G-3:多相流
■ G-4:水蒸気
■ G-5:塩水(密度流)
■ G-6:ダルシー流れ
G 6:ダルシー流れ
□ G-7:非ダルシー流れ
水文地質学的媒体特性
■ G-8 :多孔質媒体
□ G
G-9
9 :離散的フラクチャ
:離散的フラクチャー
□ G-10:二重孔隙モデル
■ G-11:均質水力学特性
■ G-12:不均質水力学特性
■ G-13:異方的水力学特性
■ G-14:地盤圧縮性
□ G-15:膨潤
□ G-16:収縮
■ G-17:傾斜地層
■ G-18:複数種地層
媒体パラメ タ
媒体パラメータ
開水路流れ
■ G-19:孔隙率
¾ 平均流速公式
■ G-21:孔隙率変化
■ R-6:マニングの式
■ G-22:浸透率(透水係数)
□ R-7:ジェシーの式
■ G-23:浸透率変化
¾ 運動方程式解法
■ G-24:圧縮率
G 24:圧縮率
■ R-8 :Dynamic Wave
■ G-25:残留飽和率
■ R-9 :拡散波近似
¾ 飽和率 vs.毛管圧力(サクション)
■ R-10:線形化拡散波近似
□ G-26:モデル選択
■ R-11:運動波近似
[email protected] Geoshpere
Environmental Technology Corp.
■ G-27:表形式入力(任意の関数)
21
テストケ ス例
テストケース例
一次元飽和地下水流れ
P1
揚水試験
変水位試験
P2=101325Pa
Qin
Qout
A=1m2
L=10m
Atmosphere
Atmosphere
Surface
Impervious Stratum
Surface
これらの結果を検証例題データセット集に収録
Permeable Stratum
Downstream
Upstream
Permeable Stratum
Q=−
Downstream
kA P2 − P1
μ
L
ln h = −
kA
t + ln ho
aL
Pi − P(t , r ) =
3
Permeability
(m2)
Analytical
(m3/day)
GETFLOWS
(m3/day)
Difference
(m3/day)
98066.50
1.0×10-12
8.4560×10-1
8.4560×10-1
0
49033.25
1.0×10
-12
-1
-1
0
1.0×10
-12
1.0×10
-15
196133.00
98066.50
98066.50
1.0×10
-9
4.2280×10
1.6912
8.4560×10
4.2280×10
1.6912
-4
8.4560×10
2
8.4560×10
0
-4
0
2
0
8.4560×10
⎛1
⎞
1
K
⎜⎜ ln t + ln
+ 0.40454 ⎟⎟
2
2
2
φμ
C
r
t w
⎝
⎠
Case2(理論解)
2.5
Case2(GETFLOWS)
2
ln(h)
P1 - P2
(Pa)
QBμ
2πKH
1.5
1
05
0.5
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
時間(day)
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
22
‹ ドキュメントの配布
• ライセンスユーザにはドキュメント一式を送付
• 理論マニュアル,検証例題デ
理論マニュアル 検証例題データセット集は希望者
タセット集は希望者
に配布予定
¾
ご希望の方メ ルでお申し込みください
ご希望の方メールでお申し込みください
‹ 新バージョンGETFLOWSの評価版配布
新
評価版 布
• 水・空気二相流動解析バージョン
• オンラインマニュアルを提供予定
※ 上記の詳細は近日中に弊社ウェブサイトにて告知いたします
(http://www.getc.co.jp)
[email protected] Geoshpere Environmental Technology Corp.
23