山地域の水・物質移動過程に関する数値流体工学的研究

山区水传质过程计算流体工程研究

基本信息

  • 批准号:
    09J03902
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2011
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

山地域の水・物質移動過程を詳細に解釈できる数値モデルを開発することを目的として研究を進めてきた。水・物質移動モデルの基本になるモデルが飽和不飽和流れのモデルであり、前年度は飽和不飽和流モデルを一般座標系に適用できるように拡張を行った。有限差分モデルは有限要素法に比べデータ処理の簡便さ、コーディングの容易さ、水収支保存性という点で優れているが、様々な地形に対する適用性が悪いため、最近では非構造格子を用いた有限要素法がより広く用いられている。一般座標系を用いて有限差分モデルを構成することで有限差分モデルの有利な点を保ちながら、曲面を含んだ領域を考慮うすることができるようになった。開発したモデルを代表的な有限要素モデルと比較し、そのパフォーマンスを比較した。飽和不飽和流の支配方程式は高い非線形性のため、安定的に数値計算を行うには、反復計算による陰解法が要求される。一般的に反復計算による陰解法は陽解法に比べ計算コストが高く、三次元問題を解く場合にはその計算コストが問題になることが多い。そこで、一般座標系による飽和・不飽和流モデルにおいて、三種類の反復計算法(Newton法、Picard法、Newton-Krylov法)の性能を比較し、より効率的な反復手法を探すともに、その要因を分析した。これによって、Newton-Krylov法は速く収束するが、一回の反復計算ごとにかかる計算コストが高く、Newton法やPicard法はNewton-krylov法よりゆっくり収束するが、一回の反復計算のコストが比較的に低いことを示し、、さらに、Newton法が全般的にPicard法より収束が速いことを示した。格子の歪み度が高くない場合、Newton法の計算効率が高く、格子の歪み度がに高い場合もしくは土質の異方性が非常に大きい場合、Picard法やNewton-Krylov法の計算効率が高いということが数値計算により分かるようになった。
The process of water and material movement in mountain areas is very important. There are a lot of people who want to do research. The basic information of the water system is that the general standards of the previous year and the current year are the same as those of the previous year. The finite difference finite element method is more convenient than the finite element method, the finite element method is easier than the finite element method, the finite difference finite element method is better than the finite element method, the finite element method is better than the finite element method, the finite element method is more convenient, easier, more convenient, more convenient, more accurate, more convenient, more The general seat headers are used to determine the advantages of the finite difference method, and the curved surface contains the field information. Open a comparison of the limited elements represented by each other and compare the results of each other. The governing equation of harmony and flow is the non-shape of the equation, the calculation of stability, and the requirement of the solution. The general method of inverse calculation is much higher than that of solving three-dimensional problems. The general seat headers and general seat headers are used to compare the performance of the three kinds of algorithms (Newton method, Picard method and Newton-Krylov method), and to analyze the performance of the three algorithms. The speed of the Newton-Krylov method, the speed of the Picard method, the speed of the beam, the speed of the The accuracy of lattice calculation is high, the calculation rate of Newton method is high, the accuracy of lattice calculation is very high, and the calculation rate of Picard method and Newton-Krylov method is high.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparison of iteration schemes for three-dimensional finite-difference saturated-unsaturated flows with non-orthogonal grids
非正交网格三维有限差分饱和-非饱和流迭代方案比较
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    An;H.;Ichikawa;Y.;Tachikawa;Y.;Shiiba;M
  • 通讯作者:
    M
Three-dimensional finite difference saturated-unsaturated flow modeling with nonorthogonal grids using a coordinate transformation method
使用坐标变换方法的非正交网格三维有限差分饱和-非饱和流动建模
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    An;H.;Ichikawa;Y.;Tachikawa;Y.;Shiiba;M
  • 通讯作者:
    M
Validity assessment of integrated kinematic wave equation for hillslope rainfall-runoff modeling
山坡降雨径流模拟积分运动波动方程的有效性评估
Three-dimensional finite-difference saturated-unsaturated flow modeling with non-orthogonal grids, using a coordinate transformation method
使用坐标变换方法的非正交网格三维有限差分饱和-非饱和流动建模
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    An;H.;Ichikawa;Y.;Tachikawa;Y.;Shiiba;M
  • 通讯作者:
    M
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安 賢旭其他文献

山腹斜面におけるパイプ-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
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安 賢旭;市川 温;堀 智晴;椎葉充晴
  • 通讯作者:
    椎葉充晴
RC造学校建物の耐震補強方法の違いによる地震応答への影響
不同抗震加固方法对钢筋混凝土校舍地震反应的影响

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