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昭和62年度に設置したパーソナルコンピュータと数式処理ソフトウェアREDUCEを使用し、送配水パイプラインシステムの定常流解析と非定常解析を統一的に実効できるソフトウェアを開発した。
このソフトウェアシステムは、複雑なネットワークシステムの基礎方程式系すなわち多次元の連立一次常微分方程式系を自動的に生成し、更にこの数値積分に必要な幾つかの関係式などと共にこれらを全てFORTRAN言語のサブルーチンプログラムとしてファイルに出力するREDUCE言語の数式処理プログラムを主体とし、これらのFORTRANプログラム群をまとめて実際の数値解析を実効するFORTRAN言語のシミュレーションプログラムと一対となっている。
REDUCE部分では、ネットワークの構造を表現するデータを配列として読み込み、グラフ理論に基づく基本カットセット行列を計算し、グラフの木に含まれる流量を従属変数とし、補木の流量を状態変数とし、これに対応するラグランジュ方程式をミクストポテンシャル関数を含む形式で生成する。この方程式を数式的に各状態変数で微分することによって連立常微分方程式が正確に導出され、FORTRANサブルーチンプログラムとして出力される。各従属変数を状態変数から決定する関係式も同様にFORTRANプログラムとして出力される。
数値解析は、これらのFORTRANプログラム群を使用して定常流解析、非定常解析共任意の境界条件と初期条件のもとで実行される。
このように、本研究で開発されたソフトウェアシステムは、複雑なパイプラインシステムの総合的な解析を正確に、しかも効率よく実行できる事を実証した。しかし現段階ではメモリーの制限等から実際規模のパイプラインの解析には無理があり、現在CPUと増設メモリを更に強化し、実用性を高めるためのREDUCEonSPARKを導入中である。
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