ジオモデラーFAQ

ジオモデラーの概要について

ジオモデラーの実行時について

F-1:どのようなシステムですか?
国内で最も使用実績のあるフリー(無料)の有限要素法浸透流解析ソフト等に対応するプレ(前処理)、ポスト(後処理)機能付きの解析制御システムです。 解析ソルバーは、予めAC-GWAPとDtransu-3D・ELが組込まれています。詳しくはDtransu-3D・EL の組み込みに関しましてをご参照ください。
F-2:最大の特徴は何ですか?
1つのソフトでシームレスに画像処理、地盤モデル作成、メッシュ作成、同定・予測解析、結果出力が可能です。さらに、柔軟な入出力、簡単な操作によりこれまでに無い作業効率が得られます。当社では、数十倍の効率が得られています。
F-3:コンセプトを教えてください?
地下水解析は、評価事象に支配的な影響を与える設計変数を同定することが重要です。そして現況状態を的確に再現し、現況からの差分量をどれだけ適切に表現できるかが問題なのです。ジオモデラーは、解析領域の設定、地層の連続性、地下水境界の選定、領域毎の浸透能の設定などが簡単に変更できるため迅速なトライアルが実施できます。この柔軟性が不確定条件の多い地下水解析には必要不可欠です。
F-4:対応ソルバーはどのようなものですか?
国内外で多くの使用実績がある、フリー(無料)の有限要素法浸透流解析ソフトです。
F-5:価格を教えてください?
価格に関しましては、お手数ですがお問い合わせください。
F-6:地下水解析の経験がありませんが使用できますか?
保守サービスは、経験豊かな技術者が対応させていただきますので問題ございません。
F-7:既に地下水解析ソフトを保有しています。ジオモデラーを導入する意義はありますか?
提案段階での対応、予備検討、結果のクロスチェック用、解析条件の同定、納品ツールとしての活用など、ジオモデラーのスピードを活用することによりコスト以上のパフォーマンスが得られます。
F-8:ジオモデラーのカスタマイズは対応可能ですか?
各種カスタマイズを承ります。(ご希望の内容により無料対応、お客様ご負担に区分されます。)
詳しくはお問い合わせください。
F-9:導入後の特典はありますか?
受託解析サービス、カスタマイズの御値引きがございます。
詳しくはお問い合わせください。
F-10:準3次元解析とはどのようなものですか?
要素分割は平面2次元と同じものを使用しますが、水位変化による透水量係数(透水係数と層厚を掛けたもの)の変化を取り扱えるように、水位の関数として透水量係数を3次元の地質構造から決定したものです。
長所は、3次元メッシュを作成する必要が無くメッシュ作成の労力が削減できます。
短所は、鉛直方向の水の流れが取り扱えないため、地質構造によっては矢板や地下構造物周辺の水位が適切に計算されない場合があります。
準3次元解析は、通常の地下水構造において十分に使用可能ですが、これまでは地質構造モデリングの労力を考慮し精度の高い3次元解析を選択することが通例でした。
ジオモデラーは、圧倒的な準3次元解析のパフォーマンスにより準3次元解析の適用頻度を高めます。
F-11:有限要素法、差分法とはどのようなものですか?
有限要素法は、詳細な形状を評価できますが、特に3次元メッシュ作成の場合労力が大きくなります。
差分法は、6面体の要素でモデル化していくためモデル作成は簡単ですが、地層構造、構造物、河川や山などのモデル形状を正確に表現できませんでした。
ジオモデラーは、迅速な処理により差分法を使用するような感覚で有限要素法が実施できます。
F-12:同定解析の手順を教えてください?
ジオモデラーに搭載されている最適化ツールを使用します。大まかな使用手順は下記の通りです。
  1. 初期条件により解析を実施します。
  2. 同定位置における観測値と計算値の誤差を考察し設計変数を定めます。
  3. 想定される設計変数の範囲を定めます。
  4. 同定・予測解析を実施し応答曲面及び結果一覧表を考察します。
  5. 設計変数の探索範囲、種類を変更し最適値を探索します。
  6. 誤差が改善されない場合モデル化の再検討を行います。
    ⇒ジオモデラーにおける「設計変数の選定及び誤差改善方法」は、ユーザーFAQ(ユーザー様限定公開)をご参照ください。
R-1:計算に使用する単位は何ですか?
計算に使用する単位の制限はありません。すべての値の単位を同じにする必要があります。
一般的に長さの単位は“m”を使用します。
時間の単位は、降雨・水位・流量データや工事の施工期間などを表現しやすい時間単位を用います。一般的な工事の場合は“日”などが用いられます。
R-2:計算時間がかかりすぎるが改善できますか?
非定常解析や3次元解析の場合には、計算時間がかかるケースがよくあります。ジオモデラーは、インジケータで実行状況をモニターできます。状況により以下のパラメータを調整してください。

<ハードに関係する場合>

  • 計算速度の速いPCを用意する。
  • メモリの増設を行う。
  • 高速なハードディスクを用意する。

<データに関係する場合>

R-3:計算が収束しない・収束が悪いのですが改善できますか?
ジオモデラーでは、アラートによりユーザー様の問題解決をサポートいたします。一般的には、次の点について解析データを見直してください。
  • 降雨や流量の値が極端に大きい。(単位変換の誤り)
  • 地下水位が地表面を超えている。(降雨、境界水位、地形コンター等の確認)
  • 3次元・2次元の場合は、不飽和特性の値を確認してください。体積含水率がゼロの場合の圧力水頭値に大きな値を入れて、必ず与えた不飽和特性の値外を参照しないようにする。
  • 構造物や揚水ポイントの周辺で水位変動が大きな部分では要素分割を細かくする。
R-4:要素分割を行う上で注意点はありますか?
メッシュ分割の大きさの判断は、水位変化の激しい部分のメッシュを細かく再分割することにより容易に行えます。再計算との差異が大きい場合は、メッシュ分割が不足していると判断できます。
3次元解析を行う場合は、まず準3次元解析で確認することをお勧めします。
一般的に、次のような条件の周辺は細かな要素分割にしてください。
  • 水面が急激に変化すると予想される部分(工事箇所の周辺、揚水井戸の周辺など)
  • 浸出点や地下水面が地表面を超えるような場所
  • 材質が大きく変化している場所(構造物周辺など)
R-5:解析範囲の設定はどのように決定しますか?
境界部において地下水の連続性が疑問視される場合等、モデル化範囲、境界条件など変更しながら同定誤差の大小により判断します。
モデル周辺に明確な地下水境界が設定できない場合、多次元連動機能により準3次元解析による広域解析結果を境界条件として使用できます。
一般的な解析範囲の設定は、設定可能な境界条件が得られる境界から決定する必要があります。例として下記の境界を解析範囲に設定できます。
  • 水位既知境界(河川、湖、海など)に接している
  • 不透水境界(山の尾根など)
しかし、上記の条件を満たす境界が遥か遠くにあり、現実的な解析範囲を設定出来ない場合は、影響圏を解析範囲とすることもできます。
表1、2はAC-UNSAF3Dのマニュアルに示されている影響半径の代表値および計算式です。
表1 揚水井戸の影響半径(土質工学会、1991)
土質 粒径(mm) 影響半径R(m)
粗礫 >10 >1500
2~10 500~1500
粗砂 1~2 400~500
粗砂 0.5~1 200~400
粗砂 0.25~0.5 100~200
粗砂 0.1~0.25 50~100
粗砂 0.05~0.1 10~50
シルト 0.025~0.05 5~10
表2 影響半径算定式(土質工学会、1991)
浸透形態 帯水層 提案式 提案者
定常 被圧帯水層

不圧帯水層
R=575s√(DK)

R=3000s√(K)
Kusakin

Seichardt
非定常 被圧帯水層

不圧帯水層
R=1.5√(Kt/Ss)

R=1.5√(KHt/Sy)
van Poolen

van Poolen

R:影響半径(m)、K:透水係数(m/s)、D:被圧帯水層厚(m)、Ss:比貯留係数(1/m)、s:水位低下量(m)、t:揚水時間(s)、Sy:比算出量(一般に有効間隙率neに同じ)、H:不圧帯水層初期水位高さ(m)

R-6:データのバックアップはどうしたらいいですか?
ジオモデラーは、検討項目も含めた状態でデータを保存するため整理された状態で管理できます。
ジオモデラーのデータは、プロジェクトファイル(拡張子PRJ)とプロジェクトファイルと同じ名前のディレクトリに保存されている各種のデータから構成されています。 ファイルのバックアップをする場合は、プロジェクトファイルとそれに関連するディレクトリごと保存してください。
今後ユーザーFAQ(ユーザー様限定公開)は、各実行モジュール毎の操作方法、問題解決のためのアドバイス等をさらに充実させてまいります。