神戸大学附属図書館デジタルアーカイブ
https://doi.org/10.24546/00178056

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メタデータID
00178056
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
浸透流問題における各種数値解析法とフローネット法
シントウリュウ モンダイ ニオケル カクシュ スウチ カイセキホウ ト フローネットホウ
その他のタイトル
Various Numerical Calculation Methods and Flow-Net Method in Seepage Flow Problems
著者
著者名
田中, 勉
Tanaka, Tsutomu
タナカ, ツトム
著者名
景山, 敏一
Kageyama, Toshikazu
カゲヤマ, トシカズ
言語
Japanese (日本語)
収録物名
神戸大学農学部研究報告
巻(号)
21(2)
ページ
157-169
出版者
神戸大学農学部
刊行日
1995-01-30
公開日
2006-09-15
注記
本文ファイルは、国立情報学研究所CiNiiより提供されたものです。
抄録
種々の浸透流解析法 : FDM, FEM-CST, FEM-4CST, FEM-8ISO, FEM-9ISO, BEM-C, BEM-R, 及び, FNMについて述べ, 2つの典型的な例題 : 頭首工問題, 矢板問題について解析を行った。そして, 次の結論を得た。(1) ここで開発した各種浸透流解析プログラムは正しく動くことがわかった。(2) BEM-Cで得られた結果は他の数値解析法と比べて若干異なる傾向を示す。BEM-C及びBEM-Rは要素数が少なくても計算精度が比較的高い。(3) FEM解析は, 高次の要素(9節点アイソパラメトリック要素, 8節点アイソパラメトリック要素)を用いたり, CST要素の場合でも細分割すると精度がよくなる。4CST要素を用いた計算は, CST要素の欠点を補い, 良好な結果を与える。(4) 数値解は, 一般に, 圧力(すなわち節点水頭)に関する計算精度が高く, 流量の計算精度がやや落ちる。これは, 節点水頭から節点流速を求めたり(FDM), 要素流速やガウスの積分点における流速から節点流速を求める(FEM)ときに誤差が生じるものと考えられる。(5) フローネット法は簡単な方法であるが, 精度よく浸透流問題を解くことができる。卒業年次が異なる5人の学生が上述の2つの問題に対して求めた結果によると, 流量に関して13%以内の精度, 圧力に関して3%以内の精度となり, 5人の結果を平均すると流量に関して6%, 圧力に関して1%の精度となった。十分実用にたえる精度であると考えられる。この場合も圧力(すなわち節点水頭)の計算精度が高いことがわかる。
There are various numerical calculation methods to analyse seepage flow problems. Here the Finite Difference Method (FDM), Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM) are considered. In the finite element analyses, four types of elements : CST, 4CST, 8ISO and 9ISO are used, which represent a Constant Strain (i. e. constant hydraulic gradient) Triangle element, a rectangular element formed of 4 CST elements, and ISO-parametric elements composed of 8 nodes and 9 nodes, respectively. In the boundary element analyses, two types of elements : BEM-C and BEM-R are used, which represent constant and linear elements. Flow-Net Method (FNM) is also considered. Two typical problems : seepage flows in soil under a weir and around a sheet pile wall are analysed numerically using FDM, FEM and BEM, and graphically by trial and error using FNM. Following results are then obtained : (1) The computer programs coded here run exactly. (2) BEM-C and BEM-R give us relatively precise answer in spite of a small number of elements used. (3) Finite element analyses using 9ISO and 8ISO elements render precise results. FEM-4CST also give us good answer. (4) Hydraulic heads or pressures exerted on a plane are calculated exactly. On the other hand, discharge is computed with a small error. (5) Flow net method is simple to use but practically give us good answers. The answers given by 5 persons have errors under 13% for discharge and under 3% for pressure, respectively. The averages of 5 persons have errors of 6% for discharge and 1% for pressure, respectively.
カテゴリ
神戸大学農学部研究報告 ＞ 21巻 ＞ 21巻2号（1995-01-30）
紀要論文
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110000410455　CiNiiで表示