MECモデルワークショップ(第2回） 2001/12/7 大阪府立大学 MECモデルの趣旨及び現状・今後の計画戸田保幸（大阪大学大学院工学研究科）１．MECモデルの趣旨及び経過２．MECモデルの現状・今後の計画 a) Variable Mesh Version （公開中） b) Nesting Mesh Version c) 他のモデル化の検討３．プリ及びポスト処理１．MECモデルの趣旨及び経過 a) MECモデルの趣旨ある海域の大きさに比べて比較的小さい人工構造物等が海域全体に影響を及ぼしたり、あるいは海域全体での流動によって作動状態などが変化したりすることを予測する数値モデルを開発していく。五ヶ所湾密度流拡散装置周辺の流動解析（1日目）海域浄化装置：密度流、深層水湧昇、人工渦発生装置人工礁、（赤潮対策など）温排水・汚染物質流失（タンカーなど），二酸化炭素海洋隔離海洋構造物：発電など人工的に旋回を伴うジェットやWAKE マウンドを越える密度流中央（ｂ） a c b 旋回を伴うジェットと密度界面の干渉（プロペラ後流）手前（ｃ）回転するジェットと水底との干渉プロペラ設置点プロペラ設置点プロペラ設置点計算時間や格子サイズを考慮した適した手法海域全体の大きなスケールの流動静水圧近似（時間・空間）相互に干渉比較的小さいスケール流動（時間・空間等） Full-3D RANS 人間活動によるものそれぞれに適した手法で解き、またそれらが相互に干渉し空間的に連続的に解けるモデルを構築する。日本造船学会海洋環境委員会海洋モデル検討専門委員会で検討 MECモデルすべての領域をFull-3Dで解く方法も示されているが格子サイズがかなり大きくなるためFull-３Dと静水圧近似の差がそれほど大きくない。比較的小さな人間活動の影響などには格子サイズが粗くなる。計算時間が長くなる。ハイブリッドマルチスケール近似 MECモデルの経過昨年の第1回ワークショップ（2000/11/30) 初期のヴァリアブルバージョン配布公開現在までいくつかの修正、バグとりホームページ上で公開昨年様々な問題で使って頂くという目標無理をして開発し公開開発段階のものがまぎれ込む、問題点が見つかる。利用しようとする方々に多大なご迷惑をかけた。修正及び検討を重ねる活動をしている。活動を支えている専門委員会の次に示す。委員名所属主な担当佐藤徹東大工学系研究科 Full-3D 多部田茂、木下嗣基ネスティング増田光一、岡本強一東大新領域創成科学研究科日大理工学部野澤和男、戸田保幸阪大工学研究科ﾎﾟｽﾄ処理,BFC 馬場信弘大府大工学研究科プリ処理末永慶寛香川大学今井康貴広大国際協力研究科比較ﾃﾞｰﾀ収集経塚雄策、濱田孝治九大総合理工学研究院 Variable,接合大川豊、間島隆博海上技術安全研究所工藤君明ｸﾞﾛｰﾊﾞﾙｵｰｼｬﾝﾃﾞﾍﾞﾛｯﾌﾟﾒﾝﾄ峯松宏之 IHI 藤田孝日立造船大内一之大内海洋コンサルタント表２海洋モデル専門委員会の活動日時会議場所 2000-11-30 第1回ワークショップ東京大学 2000-1225 ,26 第7回MEC-WG (第1回ワークショップ反省会) 熊野灘漁港追間浦支部 (密度流拡散装置見学） 2001-4-2 第8回MEC-WG 大阪大学 2001-5-24 2001-5-23-25 第9回MEC-WG （プログラムミーティング）大阪府立大学 2001-8-2 第10回MEC-WG サンエール鹿児島 2001-10-3 第11回MEC-WG 東京大学密度流拡散装置の見学及び第7回 MEC-WG ２．MECモデルの現状・今後の計画 Variable Mesh Version （公開中）非常に使いづらくというご意見をたくさん頂いている。開発段階プログラムが公開されており、バグの報告あり。午前中：オペレーションの説明に時間（昨年のバージョンのマイナーな変更をしたもの）ネスティングを含めた全体昨年のテキストで示した計画どおり進んでいない問題点が多く見つかったことが一因実際の応用例でどのようなバージョンが必要か明らかでない今後委員会内部でもモデルを使用する問題の調査ワークショップ参加者からも多くの応用例の情報を期待 a) Variable Mesh Version 今回オペレーションデモを行える程度に整備。応用例（後で示される） 1)Full-3D領域を埋め込んだものは1つの応用例今後さまざまな問題に応用していく必要がある。 2)ヴァリアブルな格子を用いた静水圧近似の計算例２このバージョンの1つの使い方。現状までの改良など Full-3Dの部分では内部の拡散係数と外部静水圧領域の拡散係数モデルを滑らかにつなぐことが問題。現状は外部静水圧領域への接合境界に向かって滑らかにつなぐ領域を設けている。 Full-3D領域はある程度大きさが必要。渦動粘性モデルの改造や渦の出入りのモデル化などを検討する必要がある。 Full-３D領域の物体の表現は現状でも噴出し速度を0として与えることができるが、ポロシティによる表現も入れ込んでいく予定である。複数のつながった静水圧セル領域で格子の間隔の違った Full-3D領域をいれることも検討。現状では入っていない。複数の離れた静水圧セルにFull-3Dを入れ込むのはそれほど複雑ではないので、応用例があれば計算を行うことができると思われる。また全体に渦動粘性モデルを改良していく必要がある。 b) Nesting Mesh Version このバージョンの現状及び問題点などについては、後で木下により示される。このバージョンについては格子サイズと近似レベルの大きさが問題となり、どの程度の格子サイズをそれぞれの近似で用いネスティングするかが問題となる。現状のままでの静水圧近似計算のネスティングバージョンとしては使用可能で（最小格子サイズは水深との比で制限られる）、このまま公開は可能である。使用条件をきちんと使えば連続的に格子サイズを変化させ、相互に影響を及ぼしあう計算は可能である。 c)他のモデル化の検討専門委員会では、少し異なった手法についても検討している。後のBFCグリッドバージョンもその1つで試計算が始まったところである。境界適合座標で形状をあらわし、複雑な地形部分はいくつかのブロックで扱おうとするマルチブロックを用いるもの。今後実際の海域への応用を行い公開していく予定にしている。マルチブロック手法は並列計算機を用いる方法ではシングルブロックであらわされるような形状に対してもいくつかのブロックに分け並列計算を行うことがされており、大規模な場合計算時間短縮のためにもブロック化を検討していく必要。 Full-3D部分を同様の方法で計算することはメンバーのいくつかの機関で行っており、ある部分に現在の MEC ヴァリアブルバージョンと同じ接合手法を用いるのであれば入れ込んでいくことは可能。ブロック化してパラレルマシンにおいて計算時間短縮はこれまでのも行っている。非構造格子により、離散化し場所によってFull-3Dと静水圧近似を使い分ける手法も検討されている。これらの試みは現状のMECモデルとの比較や、実際の海域での計算と観測との比較及び長所・短所などについてさらに検討を進めていく。３．プリ及びポスト処理プリ処理整備が進められ現状で水平格子点における水深は求まる。今後はデータ取得の方法等：情報を発信エクセル等を用いた簡単な修正法などポスト処理現状はTecplot(Amtec社)用のものを用意。他の可視化ソフト：データ形式がわかっていれば簡単な修正用意しないことにした。現在のフィルターでは不可能な問題に対して順次整備