プログラム概要
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「等流・不等流の計算・3DCAD」は、「等流の計算」に不等流計算機能を追加した製品です。
この製品は、「等流の計算」の全ての機能を含みます。
建設省河川砂防技術基準(案)同解説−調査編に準じた平均流速公式のレベル1、1a、2、2a、3を使用した等流および不等流計算を行います。等流計算はクッター式にも対応しています。断面形状は、閉断面（円形、幌型、馬蹄形など）、開断面（河川断面、任意形状など）ともにサポートしています。不等流計算では、局所流として、合流、屈曲、橋脚による堰上げ、損失水頭（直接指定または流速から算出）を考慮することが可能です。また、不等流計算の流路において、大きさだけが異なる同形状の断面間の場合は、内挿断面を自動的に作成することが可能です。形状図、結果図の表示および計算過程の詳細表示機能が充実しているので、結果値の確認や、不等流計算における収束状況の確認などを容易に行えます。 |
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Ver.8.0.0 改訂内容＜2018年 10月 1日リリース＞
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- 複数流路に対応
- 計算書の流下能力グラフのレイアウト改善
- 任意形状の表示速度の改善
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プログラムの機能と特長
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「等流の計算」に不等流計算機能を追加した製品。
建設省河川砂防技術基準(案)同解説−調査編で紹介されているレベル1、1a、2、2a、3の公式に対応。
開断面、閉断面ともサポートしており、定義した断面は等流・不等流のどちらの計算でも利用可能です。
■不等流計算の設定
- 1ファイル当り1流路を定義、1流路当り複数の計算区間が定義可能。
計算区間ごとに、常流、射流などの指定。「混合」計算では、常流で収束しなかった連続区間を射流として計算。
- 1計算区間当り複数の計算ケース（開始点の水位、流量指定）が定義可能。
- 局所流として、橋脚による堰上げ、合流・屈曲、損失水頭を考慮可能。
- 内挿可能な断面間であれば、内挿断面を自動作成することが可能。
- 流下能力関連のグラフを作成、不等流、局所流の収束誤差の水位による変化をグラフ表示。
- 土地改良事業計画設計基準設計「水路工」基準書を参考とした損失水頭の計算が可能。
- 等流計算条件の一括入力機能が可能。
- 砂州、湾曲部における水位上昇量を考慮可能。
- 流下能力画面での流路の重ね合わせ表示機能追加
- 不等流流路の追加読込が可能。
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| ▲不等流の入力画面 |
▲不等流の流下能力画面 |
▲不等流の流下能力画面 |
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| ▲等流計算条件一括入力画面 |
▲水位上昇量入力画面 |
■断面の定義
断面形状や平均流速公式、粗度係数など、断面に付随する計算条件は、断面定義用画面で設定します。
ここで定義した内容は、等流、不等流の計算に共通して使用されます。
不等流の流路の定義は、ここで定義済みの断面を選択して行います。
不等流流路の設定画面では、選択した断面の標高位置の変更が可能ですので、同一形状で標高のみ異なる測点断面は、1つの断面を共通利用することができます。
- U字溝、矩形、ボックス側面の勾配
入力寸法値の追加や入力制限の緩和を行い、以下の断面形状の定義を可能にしました。
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| ▲ 計算対応形状 |
- 任意閉断面
この断面は、XY座標を入力して、任意の閉断面を作成します。座標間は直線で結ばれます。自動的に形状を閉じますので、最後に始点と同じ座標を定義する必要はありません。また、形状の内側を自動的に認識しますので、右回り、左回りのどちらの順番でも座標を定義することができます。
CADデータや、CSVデータからインポートするとき、座標が閉じていると判断された場合は任意閉断面としてインポートします。これ以外は任意開断面としてインポートします。
閉断面のため、平均流速公式は、等流用のクッター式と、等流、不等流対応のマニング式（レベル1式）に限定されます。
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| ▲任意閉断面の簡易結果画面 |
■局所流
局所的な流れの影響を考慮するために、合流・屈曲、橋脚による堰上げ、損失水頭の計算機能を用意しています。
合流・屈曲、および橋脚による堰上げの計算は、建設省河川砂防技術基準(案)同解説−調査編の第5節で紹介されている計算式を使用します。
損失水頭は、直接指定する方法と、流速と損失係数から算出する方法を用意しています。
■内挿断面
不等流の計算精度を上げる方法の1つに内挿断面を設定する方法がありますが、本製品は、補間可能な断面形状の間であれば、内挿断面を自動作成することが可能です。
■結果詳細画面
不等流の計算結果について、各断面間の計算式と、収束した結果の計算値を参照することができます。
結果画面の左上のツリービューでは、各計算ケースの下に、その測点断面のリストが表示されます。
これを選択することで、画面右側に計算結果の詳細が表示されます。
また、画面左下には、表示中の結果の水位検討側の断面形状と、その収束位置の水位線が表示されます。
■流下能力画面・3D結果画面
不等流の各計算ケースの結果を、流下能力グラフ・リストや、3D表示により確認することができます。
流下能力グラフでは、複数の計算ケースの結果を重ね書きして比較参照することも可能です。
■収束曲線画面
断面間の不等流計算式、合流・屈曲の式、または橋脚の堰上げ計算式について、各水位における収束誤差の変化を、グラフおよびリスト表示で確認することができます。
また、この画面では、右上の計算結果リストで選択している行の水位をわかりやすくするため、下側の断面図およびグラフ内で、その水位線を表示します。
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参考文献
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- 建設省河川砂防技術基準(案)同解説 設計編 山海堂 平成19年7月改訂版 建設省河川局監修
- 農林水産省農村振興局、土地改良事業計画設計基準 設計「水路工」基準書・技術書 平成26年3月
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