準3次元浸透流計算(GWAP)

GWAPの画像

準三次元浸透流解析は、岡山地下水研究会からダウンロードして使っている。

原則的にプログラムに修正は行っていない。

準三次元浸透流解析は、私の記憶によれば西垣教授が最初に発表された、広域地下水解析 プログラムであり、当時基礎地盤コンサルタンツと共同開発されたものである。

当時のコンピュータ事情では、3次元解析など望むべくもなく、それでも平面解析の欠点を 補って曲がりなりにも3次元解析が可能な、画期的なもので有ったと思う。

私も若かりし頃、神田のCRC計算センターに何日も通い、プリなど全くない状態でデータの bug取りに格闘したことを記憶している。

現在、3次元解析は、一般的に行われるようになったが、解析データの作成はかなり煩雑で ある。比較的に簡便に行える3次元解析として利用されるケースも多いと思う。

メッシュの作成

メッシュの画像メッシュの作成は、 UNSAF-2Dと大して変わらない。

UNSAF-2Dが断面2次元であるため、地層は比較的水平であるので、縦割が比較的整然と行え、 メッシュの作成が容易であるとすれば、GWAPのメッシュは平面的な構造を再現するため、 メッシュの形状が整然としたものにならず、作成には手間を必要とする。
メッシュメイクを使って作成したメッシュ図は左図のようになる。


メッシュの画像

ただし、結果を表示する際にGWAPの結果は平面と併記しないと解りづらいという特徴があるため、 予め平面図の座標を決定し、その座標値を使ってメッシュを作成している。


材質・境界条件

材質の指定、境界条件の指定もUNSAF-2Dと同様である。
GWAPの場合は、材質と言うより、材質とその厚さの組み合わせによるブロック区分を行う。

この作業は、当社で作成したプログラムを使って行う。
このプログラムも 公開・無料配布している。下記よりお問い合わせ頂きたい

GWAPの境界条件は、固定水位、変動水位、変動流量、降雨量などがある。
それらは、ペン・トラップを使って指定することが出来、編集ボタンを押して編集することが出来る。

全てを編集して保存すれば、データファイルとともに、バッチファイルが作成される。

浸透流計算

浸透流計算そのものは、データさえ完成していれば、DOS窓から実行するだけであり、実際は データファイル保存時に同時に作成されたバッチファイルをクリックすることで実行される。
計算が無事実行できたかどうかは、画面上に表示されるし、途中で停止した場合でもそれまでの状況は GW64.PRNに保存されているので、エディターで開いてみればわかる。

計算結果の整理

計算が終了すると、GW64.PRNと"out4.out"というバイナリ結果ファイルが 作成されている。

サイトからダウンロードした際に、GRAPH2D.exeやTRANSG.exe等結果を抽出する実行ファイルが用意されている。
これらのファイルは、いずれも"ou4.out"から必要なデータを抽出するものであり、直接"out4.out"から結果データを読み取る 方がてっとり早い。

左図は、データファイルと結果ファイル(out4.out)から直接データを読み取り、図化するためのプログラム実行画面である。
当社で開発したもので、公開・無料配布している

結果はデータを読み込んだ後、地下水位コンター図としてDXFファイルで提供される
このDXFファイルには、地層、節点・要素番号、ベクトルなど各種結果が記されており、それぞれ画層毎に整理されているので 必要なものを表示させることが出来る

左図は、そのうちメッシュとコンター図を表示したものである

冒頭で述べたように、GWAPの結果は、メッシュと水位コンター図だけでは、目指す場所 (位置)がどこになるか解りづらい。

そこで、メッシュを作成するときに重ねた平面図を結果コンター図に重ね書きする。
そうすることで、平面的な位置と結果とを結びつけて見ることが出来る。

その他、現況と対策の差分を取って上昇分を表示したり、ある節点の経時変化変化を抽出したりいろいろ可能である。

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