非ユニフォームのオープンチャンネルフローの問題は、速度、深さ、および断面積などのフロー特性の変動を含みます。 数値的な方法は、分析ソリューションが実現できないときに、これらの複雑なフローを分析するために不可欠です。 この記事では、非ユニフォームのオープンチャンネルフローの問題を解決するために使用される一般的な数値技術について説明します。

有限差分法

有限差法は、差分式を用いた調整の行程で派生物を近似させます。チャネルを小節に捨て、流変数の解決に反復手順を適用します。この方法は、複雑な境界条件を扱う上での単純性と柔軟性のために広く使用されています。

有限要素法

finite 要素メソッドは、チャネルを要素に分割し、各要素内のフロー変数を近似するために、形状関数を使用します。 これは、特に不規則な幾何学に有効であり、高精度を提供します。 この方法は、フロードメイン全体を表す式のシステムを組み立てることを含みます。

特性の方法

特性の方法は、部分的な差動式を特徴的な線に沿って通常の差動式に変換します。 急速に変化する流れや油圧ジャンプなどの、多重流の問題を解決するのに便利です。 このアプローチは、オープンチャンネルにおける波伝搬の分析を簡素化します。

一般的なアプリケーション

  • 流路と奇妙なデザイン
  • 洪水のルーティング解析
  • 堆積輸送のモデリング
  • 油圧構造の評価