報告書番号

U98012

タイトル（和文）

数値水理設計システムの開発（その１）システムの構築と貯水池内三次元流動解析への適用

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OFA COMPUTER-AIDED HYDRAULIC DESIGN SYSTEM (PART.1)-SYSTEM COMPOSITION AND APPLICATION TO 3D NUMERICAL SIMULATION OF FLUID FLOW IN RESERVOIRS-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

三次元流動解析に基づいた水理設計が可能なコンピュータシステムを開発し，揚水発電所貯水池の水理設計に適用した。本システムの特徴・有効性は以下の通りである。・本システムは，数値解析部，可視化部，コントロール部によって構成され，ワークステーション（ＥＷＳ）群上で稼働する。・数値解析部は当所が開発した自由液面解析コードＦＲＥＳＨを移植・適用するとともに，ＥＷＳ群上での計算時間を短縮するため，並列計算用通信ライブラリ（ＭＰＩ）を用いた並列処理を適用した。・可視化部は，二・三次元の流速ベクトル図や水理諸量の二次元コンター図の表示が可能である。・コントロール部は，キーボードとマウスの操作による指示を受けシステム全体を制御する。・貯水池内流動解析に本システムを適用し，解析・可視化機能を検証した結果，水面変動を含む貯水池内流動を適切に模擬・可視化できるため，貯水池水理設計に有効であることが確認された。

概要 （英文）

A COMPUTER-AIDED DESIGN SYSTEM WAS DEVELOPEDFOCUSING ON THE 3D DESIGN OF HYDRAULIC STRUCTURES IN ELECTRIC POWER PLANTS. FURTHER, THE DESIGN SYSTEM WAS APPLIED TO A PUMPED STORAGE RESERVOIR OF A HYDRAULIC POWER PLANT. THE MAIN FEATURES OF THE DEVELOPED SYSTEM ARE AS FOLLOWS. 1.THE SYSTEM IS MAINLY COMPOSED OF THREE PARTS; NUMERICAL ANALYSIS , VISUALIZATION , AND SYSTEM CONTROL . IT WORKS ON ANENGINEERING WORK STATION (EWS) CLUSTER. 2.THE FREE SURFACE ANALYSIS CODE (FRESH) WHICH HAS BEEN ALREADY DEVELOPED ON OUR OWN IS INSTALLED ASA PRINCIPAL FRAME IN THE NUMERICAL ANALYSIS PART. IN ORDER TO PERFORM FURTHER HIGH SPEED CALCULATION ON THE EWS CLUSTER, PARALLEL PROCESSING SCHEME USING MESSAGE PASSING INTERFACE STANDARD (MPI) IS SUBJOINED TO THE PART. 3. IN THE VISUALIZATION PART, ANY SYSTEM USER MAY EASILY DRAWTHE 3-D FREE SURFACE GEOMETRY, 3-D VELOCITY VECTORS, AND 2-D CONTOUR LINES OF OTHER HYDRAULIC QUANTITIES. 4. THE SYSTEM CONTROL PART MAY PROVIDE THE USER WITH GRAPHICAL USER INTERFACE, THEN IT ALSO CONTROLS THE OTHER TWO PARTS ACCORDING TO USER REQUIREMENT. 5. FREE SURFACE AND FLUID FLOW IN A PUMPED STORAGE RESERVOIR ARE CALCULATED TO VERIFY THE SYSTEM PERFORMANCE. THE CALCULATION SHOWS THAT SUCH BEHAVIORS ARE SUITABLY SIMULATED AND PROPERLY VISUALIZED BY THE SYSTEM. THE WHOLE DESIGN SYSTEM WAS CONFIRMED TO BE WELL APPLICABLE TO A HYDRAULIC DESIGN OF A PUMPED STORAGE RESERVOIR.

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