物理計測と計算機力学の融合による土壌空隙径分布の推定

物理测量与计算机力学相结合估算土壤孔径分布

• 批准号: 17656158
• 负责人: 椎葉 充晴
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656158/
• 关键词: 土粒子; 粒径分布; 空隙径分布; 物理計測; 計算機技術

土壌中の水は、土壌の空隙をつたって移動する。したがって、その流動形態は、土壌の空隙がどのような形で存在しているかに強く影響される。土壌の空隙は、土壌の骨格を構成する土粒子の隙間であるから、その径は、土粒子の粒径分布や土粒子同士の接合の仕方と密接な関係がある。土粒子の粒径分布は物理的に計測可能であるが、実際の土壌において、個々の土粒子がどのように接合し、空隙がどのように分布しているか、非破壊的に調べることは非常に難しい。そこで本研究では、土壌の物理的計測と計算機力学を組み合わせることで、土壌の空隙分布を統計的に推定する手法を確立する。昨年度は、指定された土壌の粒径分布に従う粒子群を計算機上に模擬的に発生させ、これらを規定の容積に充填するシミュレーションを繰り返し行なって空隙径を測定し、その分布を統計的に推定する手法を開発した。本年度は、個別要素法による充填シミュレーションを高速に行なうための並列化処理プログラムの開発に取り組むとともに、土壌の小空隙部を通過する流れ(マトリクス流)と大空隙部を通過する流れ(パイプ流)を個別にモデル化しつつ連成して計算する手法を開発した。並列化処理プログラムの開発に関しては、近年普及してきたマルチコアタイプの計算機での利用を想定し、共有メモリ型計算手法の標準仕様であるOpenMPを用いた。また、マトリクス流とパイプ流を連成して計算する手法については、山腹斜面の複雑な形状を表現できるよう三次元一般化座標系を導入し、土壌小空隙部の水理特性とともに地形特性も考慮できるよう配慮した。後者の成果については、学術論文(1件)に取りまとめている。

In the soil, there is a gap between the water and the soil to move the soil. There is a strong impact on the flow pattern, the flow pattern, and the gap between them. The gap between soil particles, the diameter of soil particles, the size distribution of soil particles, the size distribution of soil particles, the gap between soil particles and the size distribution of soil particles are closely connected with the soil particles. The calculation of particle size distribution of soil particles in physics may be very difficult, such as the temperature distribution of soil particles, and the temperature distribution of soil particles. In this study, the calculation mechanism of geotechnical physics is used to determine the accuracy of the presumption method used in the statistics of soil void distribution. In the year of last year, the particle size distribution of the designated soil was used to determine the particle size distribution of the particle swarm calculator. the model on the particle swarm computer was used to determine the clearance diameter, and the presumptive clearance diameter measurement and distribution statistics were used to determine the void diameter. This year, each element method is used to fill the system. This year, the system is used for high-speed operation. This year, the data collection system is used for the operation of the system, and the small gap of the soil is connected to the calculation method through the heavy flow (thermal flow) and the large gap part of the system. In recent years, it has become more and more popular for people to make use of the concept of computer computing, and there are common standards for the use of computer computing methods, such as the number of people, the number of people, and the use of OpenMP. The three-dimensional generalization of the three-dimensional generalized seat is linked to the calculation method, the shape of the hillside slope, the hydraulic properties of the small gaps in the soil and the terrain characteristics of the soil. After that, the results and academic essays (1 piece) were selected.

项目成果

山腹斜面におけるパイプーマトリクス流連成モデルの開発

山坡管道-基质耦合流模型的建立

• 发表时间: 2007
• 期刊: 水工学論文集 51
• 作者: Honjo;Y;安賢旭・市川温・堀智晴・椎葉充晴
• 通讯作者: 安賢旭・市川温・堀智晴・椎葉充晴