饱和/非饱和渗透流分析程序

二维渗透流分析(VGFlow2D) Ver.3

初版发布:2010.04.30/最新版本发布:2016.06.06

OPEN

程序概要

VGFlow是与群马大学共同研究开发,运用有限要素法FEM的饱和-非饱和渗透流的分析程序。
此产品的分析方法是,透过将Richards式作为控制方程的严密饱和-非饱和渗透流分析系统,并且对控制方程进行全般事项的考虑,因此适用的范围较广也可用在各种目的的分析。
特别是近年瞬间集中性暴雨所引发的灾害案例逐年增加,因此推测分析渗透流的需要也将会增加,所以FEM分析可针对集中性暴雨所引起的地盘缝隙间水压上升等进行模拟。

▲边界条件

▲等高线图

▲数值确认-要素

相关信息

程序的功能与特点

功能

可进行稳态分析和非稳态分析,并对应各种环境条件,也可将各种二维渗透现象透过输出模型来表现。


 分析类别 稳态分析
非稳态分析
 分析模型 二维铅直断面问题
轴对称渗透问题
二维平面渗透问题
 边界条件
水头已知边界(稳态/非稳态)
渗出面边界(稳态/非稳态)
降雨边界(稳态/非稳态)
流量边界(稳态/非稳态)
水位变动边界(非稳态)
禁止渗出边界(非稳态)
点源(稳态/非稳态)

饱和渗透特性

透可以计算透水系数的非均质性或者地层的倾斜。

不饱和渗透特性

可以设定以下的2种情况。


  1. vanGenuchten模型分析(输入同值参数)
  2. 水分特性曲线(θ-ψ曲線)和不饱和透水系数(θ-Kr曲線)表输入分析

特点

  1. 可以透过各种电子媒体·图面(AutoCAD2007形式,SXF形式,图纸扫描件)来做成地层形状模型。对应自动分割网格
  2. 作成的地层形状模型可与「弹塑性地盘分析GeoFEAS」、「地盘动态有效力分析UWLC」、「斜面安定计算」、「柔构造樋门的设计计算」等数据通用
  3. 可以计算透水的非均质性和地层的倾斜
  4. 可以设定防水壁
  5. 可以同时设定降雨边界和水位变动边界
  6. 在非稳态分析中,从初期渗透面开始输入,将可自动计算出压力水头节点值
  7. 使饱和-非饱和的渗透流FEM稳态和非稳态分析成为可能。根据FEM的分析结果输出为模型图,等高线图, 等间隙水压线 图,动态水流弯度图(水平方向,竖直方向),饱和度等高线图
  8. 将渗透分析结果(渗透线,等压线)跟「斜面的安定计算」做数据通用
  9. 程序内建「河流堤防的构造指南」等全国代表的地理参数
  10. 透过非稳态分析结果的动画,让时间轴的输出可以更直观且容易理解

预处理器(PreProcessor)

作为FEM分析软件,不仅有本社UC-1系列产品相近的用户界面,还拥有一般数值分析软件类似的设计。同时,地盘分析系列的FEM产品中都有的网格分割功能也可在用户界面中选择使用。



藉由AutoCAD2007形式或者SXF形式CAD文件的输出、扫描图纸条可以简单地制作模型。


预处理器的设计书输出功能

将从模型作成分页~分析条件分页的所有输入画面的项目做为图片输出。在专用的印刷项目画面中,把项目细化并加上ON/OFF功能,借此可以达到输出内容的客制化。透过前述之功能,将可以依照需求来制作并输出设计书。


▲Per部印刷项目的设定画面

▲【设计书】模型图


▲【设计书】水位变动边界

▲【设计书】要素定义

解算器(Solver)

现在所使用的是由相关研究经验丰富的群马大学开发出的高品质解算器(Solver)。

后处理程序(PostProcessor)

作为Post功能,本软件支持各种形式的文件输出,以及动画生成,使分析结果可以通过多方位视角来检测评价。
此外,FEM分析结果可以通过流线网输出,在时间轴的变动上分析模型的变化情况。
非稳态的分析结果可以保存为AVI格式的动画,便于检阅。


后预处理器的设计书输出功能

将模型图~数值输出的所有的分析结果做为图表输出。与预处理器相同,在专用的印刷项目画面中,把项目细化并加上ON/OFF功能,借此可以达到输出内容的客制化。透过前述之功能,将可以依照需求来制作并输出计算清单。此外,考虑到输出的柔软性,因此从输出的节点号码、要素号码、时间轴范围(非稳态分析时)为止皆可进行客制化。


▲Post部印刷项目的设定画面


▲【设计书】
等值线图

▲【设计书】矢量图


▲【设计书】时刻图-节点

▲【设计书】时刻图-要素

适用范围

  1. 改定土木指针中降雨对路堤的作用
  2. 分析在大范围降雨或者喷水的情况对下对于地下水的影响
  3. 分析河流堤坝的坝体内渗水面和水压情况
  4. 土石坝堤的设计计算与检讨蓄水池周遭山地的渗水
  5. 检视垂落式浇灌等基本处里的透水性
  6. 计算蓄水池坝,防灾节水池低地的背系
  7. 分析挖掘基坑时,地下管道的铺设与涌砂现象
  8. 分析被压地下水的影响
  9. 通过分析泥石流地带的地经压强分布状况,检讨水井的设置
  10. 检视河川围堰等各种工程对渗透流变化的影响

地盘分析系列的CIM功能强化

地盘分析系列的各种产品、通过CIM(Construction Information Modeling)功能升级、实现了地形数据或各种UC-1系列中地盘相关联产品中的数据通用。

与使用地形数据.GF1文件的数据进行联动
弹塑性地盘分析(GeoFEAS)2D Ver.4

柔性结构槽设计 的变位量进行联动
可对弹塑性地盘分析中分析的地排盘变形结果输出为[柔性结构槽设计],并检视函体直向的等级2之耐震度。

GeoFEAS2D

柔性结构槽


可针对设计基坑 时对周遭地盘影响的分析进行模型化,并计算强制改变墙壁位置时对地盘所造成的变形。
地基动态的有效应力分析(UWLC)Ver.2

斜面安定计算的加速度进行联动
对高度超过30米以上的路堤进行Newmark法计算时,需要将滑土块的加速度回应波形作为地震动输入。藉由[地基动态的有效应力分析]与[斜面安定计算]数据的联动,可对应UWLC中的二维FEM地震回应分析里所求得的滑土块之加速度回应波形。可对高路堤、大规模路堤的等级二地震动进行安定计算。

UWLC

斜面安定计算

二维渗透流分析(VGFlow2D)Ver.3

GeoFEAS2D 水位线进行联动

VGFlow2D

GeoFEAS2D


UWLC 水位线进行联动
斜面安定计算 水位线・电位线进行联动
透过联动文件(*.PRS【水位线】、*.PTN【等电位线】),可以反映飽和/不飽和渗透流FEM的分析结果。 
GeoFEAS Flow3D(渗透流分析专用版)

LEM3D 的水位线进行联动
将[GeoFEAS Flow3D(渗透流分析专用版)]的分析结果或其他公司产品的分析结果设为文字文件,并作为[三维滑坡斜面安定分析(LEM3D)]来读取时,可以生成滑坡分析所需要的地下水面,也让三维斜面安定分析成为可能。

VGFlow3D

LEM3D

适用标准与参考文献

  1. [道路土工指针]((社)日本道路协会)
  2. [铁道构造物等设计标准‧同解说]((财)铁道总合研究所)
  3. [建设省河川砂防计术指针基准(案)设计篇[I]]((社)日本河川协会编)
  4. [河川堤防的构造检讨之指南]((财)国土技术研究中心)
  5. [中小河川的堤防点检‧对策之指南]((财)国土技术研究中心)
  6. [高规格堤防路堤设计‧施工手册]((财)RiverFront research Center)
  7. [土地改良事业计划设计基准](农林水产省农村振兴局)
  8. [多目的水库的建设]((财)水库技术中心)
  9. [蓄水池周边的滑坡调查与对策]((财)国土技术研究中心)
  10. [防灾调节池等技术基准(案)]((社)日本河川协会)
  11. [钢板桩二重式假截止工设计手册]((财)国土技术研究中心)

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二维渗透流分析(VGFlow2D) Ver.3 OPEN

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■租赁授权:短期使用,价格低廉。

■浮动授权:通过网络认证,可以在任意地点、任意电脑使用。

■临时授权:可以在现有产品授权的基础上临时增加授权数量。以租赁许可期限(1到3个月)为单位进行授权,并根据使用记录进行收费。提前预约,可享受租赁授权15%的价格优惠。可以通过用户信息页面来申请。

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对象产品 1个月 2个月 3个月 6个月
二维渗透流分析(VGFlow2D) Ver.3 OPEN OPEN OPEN OPEN

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对象产品 1个月 2个月 3个月 6个月
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版本开发履历


版本履历

 二维渗透流分析(VGFlow2D) Ver.3
版本 发布日期 主要更新内容
3.0.0 16/06/06
  1. 增加Pre部PPF输出功能
  2. 增加Post部PPF输出功能
  3. 账号認証变更为订阅服务方式

操作环境


操作环境

OS Windows 8/10 32Bit或64Bit的作业环境
CPU Pentium III 800MHz以上 (推荐 Pentium IV 3.0GHz以上)
所需内存(包含OS) 512MB以上
所需磁盘空间 約120MB以上(安装时)
显示器(画面分辨率) 1024×768以上
输入数据扩展名 VG2
文件输出 分析部分输出
和其他产品的联动 <导入>
斜面安定用渗透流FEM分析数据文件(VGS)
斜面安定计算的模型作成工具文件
地盘分析用数据(GF1)
弹塑性地盘分析(GeoFEAS)2D
地基动态的有效应力分析(UWLC)
<导出>
地盘分析用地形数据(GF1)

产品购买/咨询窗口


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示例图片

▲边界条件

▲渗透要素的属性设定和对话框设定
(饱和属性)

▲渗透要素的属性设定和对话框设定
(不饱和属性)

▲渗透要素的属性设定和对话框设定
(水分特性曲线)

▲渗透要素的属性设定和对话框设定
(不饱和透水系数)

▲分析执行画面

▲等高线图

▲等电位线图

▲水平方向动水梯度等值线图

▲垂直方向动水梯度等值线图

▲体积含水量等值线图

▲饱和度等值线图

▲流线网

▲指定断面流量

▲矢量图

▲相对饱和度时间图

▲数值确认-要素

▲Pre部印刷项目确定画面

▲【设计书】模型图

▲【设计书】水位变动边界

▲【设计书】定义要素

▲Post部印刷项目设定画面

▲【设计书】
等值线图-等电位

▲【设计书】矢量图

▲【设计书】时刻图-节点

▲【设计书】时刻图-要素

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