アイソパラメトリック要素を用いた灌漑用フィルダムの三次元浸透流解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07660327
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 國武 昌人 宮崎大学, 農学部, 教授 (10039323)
• キーワード: 三次元浸透流 / 有限要素法 / アイソパラメトリック二次要素 / 変分法 / ガウスの消去法 / 飽和透水係数 / 数値計算

研究概要

フィルダムの計画・設計・施工に関係して、貯水の浸透・漏水は重要な問題の一つである。堤体部、基礎部と地山部を含めた総合的な浸透流の解析を行って、浸透量、漏水量を予測することは、経済的で安全性の高いフィルダムを築造する上で不可欠である。
本年度の研究実績は以下のとおりである。
1定常浸透流問題と仮定した。
2ノイマンが提案した飽和・不飽和浸透を一元化する相対浸透性係数を導入して、飽和・不飽和領域を一体とし、圧力水頭が0の点を連ねて自由水面とした。
3三次元アイソパラメトリック二次要素内の水頭分布の内挿関数の近似式を決定した。
4水頭分布の近似内挿関数を決定後、変分法によって、三次元浸透流の基礎方程式の定式化を行った。
5有限要素方程式解法の一つであるガウスの消去法による数値計算プログラムを作成した。
6老朽化ため池の現地調査の結果から、堤体内浸潤線水位に適合するコア部飽和透水係数の同定法を考察した。

研究成果

• [文献書誌] 緒方英彦: "ボックスカルバ-ト壁体における温度ひびわれ防止養生方法の簡易的システム化" 農業土木学会論文集. 180. 49-57 (1995)
• [文献書誌] Hidehiko Ogata: "Estimation of Parameters for the Temperature Analysis of Concrete Using 3-D FEM" Proceedings of the International Conference on Computational Engineering Science. 1. 128-133 (1995)
• [文献書誌] Mahmudul Alam Chowdhury: "Estimation of the Parameters of Seepage through an Earth Dam" Proceedings of the Sixth International Offshore and Polar Engineering Conference. 477-482 (1996)
• [文献書誌] Hitone Inagaki: "Optimization of Fuzzy Membership Functions Using the Random-Search Method and Its Application to Direct Digital Control in Pipelines" Proceedings of the Sixth International Offshore and Polar Engineering Conference. 126-131 (1996)
• [文献書誌] Takefumi Nakazono: "Analysis of Unsteady Heat Conduction in Concrete Specimens Using 3-D FEM" Proceedings of the Sixth International Offshore and Polar Engineering Conference. 566-571 (1996)
• [文献書誌] Md.Azgal Ali Sarkar: "Seepage Analysis and Permeability Identification in a Superannuated Earth Dam Using 3-D FEM" Proceedings of the 10th International Conference on Numerical Methods for Laminar and Turbulent Flow. (Accepted). (1997)