地下水流動阻害による地下水位変同量

以前、事業部長が2次元断面で真ん中に不透水の構造物を入れたモデルを持ってきて、「透水係数とか入れて概算してみると、下流側で水位が結構下がるんだよ。明日報告しないといけないんだけど、解析できる？」と問い合わせ。独自の計算式を考え苦心されたようでした。

ぱっと見て、構造物の下に透水層が大きく残ってたので、「水位は変わらないのでは？」と思いながら2次元FEM浸透流で試算してみました。結果、ほとんど変わらずでした。他支店に問い合わせても、透水層が薄くならないと水位は変化しないということを確認したので、事業部長に報告。
結局、発注者には「大きく下がる可能性がある」と報告していたようです。

地盤工学会「地下水流動保全のための環境影響評価と対策」では、このような問題について理論式が掲載されています。
https://jgs.jiban.or.jp/book-cart/php/detail.php?iid=51019
やはり、構造物の下の透水層がある程度薄くならないと、水位に変化が出ないようですね。

次回からはこちらで試算してみましょう。

材質を節点に指定するタイプのFEMアプリ

数年前、FEMを使った変形解析の実務に触れた頃の、現場代理人の解析者への指摘を思い出しました。「弱面を1列でモデル化すると、材質が平均化されて変形が出なくなる。最低でも2列以上でモデル化しろ！」
その解析者は何も言っていませんでしたが、対発注者の資料では修正されていました。

その当時は「私の理解が浅いのかな？もっと勉強しないといけないな。」程度でした。
地下水解析の場合でも似たような話があり、節点に材料を与えるか、要素に与えるかによってモデルの作り方が変わります。地盤工学会の「地下水流動保全のための環境影響評価と対策」p348に良い説明があります。
https://jgs.jiban.or.jp/book-cart/php/detail.php?iid=51019

他社の解析結果を見るときも気をつけないといけないですね。

熱－水－応力－化学連成

旧核燃料サイクル開発機構による「熱－水－応力－化学連成挙動に関する研究」という報告書があります。
http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JNC-TJ8400-2004-015.pdf

いいですよ、これ。Dtransu＋PHREEQCなんて理想じゃないですか。
見つけてすぐにメールで問い合わせました。が、まだお返事を頂いていません。なかなか個人の問い合わせには御回答いただけないですよね。電話してみようかな？

 このコードが公開されれば、不飽和部の化学反応-移流分散の連成解析が可能となります。具体的には、掘削で発生したズリを盛土に用いた場合、降雨と共に発生する酸性水、重金属の溶出量が計算できるようになります。今、この連成ソフトが無いことが自然由来汚染の問題で一番ネックになっているところですので、公開されれば一気に前進すると考えます。

公開して欲しいですね。

とりあえず、浸透流・非定常まで

G-tranでは山ほど問題を抱えながら、何とかモデルを組み終わりました。といっても、浸透流・非定常までです。

なんとなく、Dtransu用に節点を書き出し、inputファイルを直接書き換え、Gを介さずDで複数ケースまわした方が効率の良いことが分かりました。


とりあず、高速化は後回し。来週からいよいよ移流分散に突入です。

PHREEQCのINVERSE MODELING

INVERSE MODELINGをやってもらっていた方から結果報告がありました。

既知の3つの水質試験結果と浸透流解析結果から、Solution1＋Solution2=Solution3というモデルを仮定し、1と2の混合割合を求めるものでした。私も実務でやったのは初めてだったのですが、まあまあ納得いく答えが得られました。

今回の反省点は、①水質試験結果の妥当性をE.B.で確認しておくこと、②地質（平衡固層）の確認を怠らないことの2点です。

Solution1では、E.B.が5%を超えており、本来なら再度採水して再試験すべきものでした。これが故、計算時にもSolution1のuncertainty を10%と大きく設定しないと回りませんでした。後者では、地質がまったく調べられていないため固層は想定の範囲の域を出ず、モデル上はAlbite（Naを含む鉱物）が沈殿するという結果になってしまいました。

まだまだ学ぶべきことはたくさんあるようです。

学会発表

当社の事業部長、学会発表が大好きなのですが、困ったことに自分の都合の良いデータを優先したり、基礎の勉強を飛ばして難しそうなことにチャレンジしたがる癖があります。

先ほど、7月に発表されたポスターを見てたのですが、なんとFEMで3軸試験の変形モデルを計算されていました。FEMなんて、されたことがないはずと思ってよく見ると、これまたやったことのない部下にやらせていたようです。等方均質であるにもかかわらず袈裟懸け状にひずみが出るようなメッシュのきり方であったり、境界条件を変えたりしているようでした。
他にも、破壊箇所を局所安全率ではなく最大せん断ひずみで表していたり、2次元平面ひずみでモデル化していたり、それに3軸試験結果のφを設定していたり、こまごまとした矛盾がたくさんありました。ソフトがあれば中身を理解していなくても結果は出ます。それが明らかにおかしいかということに気づかずに学会発表してしまう。典型的な悪い例ですね。

このような内容を専門家の前で発表する、それが会社のブランドに対してどういう影響を及ぼすか早く気づき、基礎を学ぶ姿勢を身につけてほしいものです。

Dtransuの高速化

いろいろビルドの設定を変えて計算してみましたが、結局は標準設定（/O2のみ）が一番早いようです。直接、OpenMPを噛ましていくしかないようですね。これは手間がかかりそうなので、ひとまず置いときましょう。

ただ、ハードを変えた影響は劇的に現れました。WSまで用意しなくても、早い単コア、メモリで複数ケース計算させるといった発想が良いのかもしれません。Core i7-980Xで5万2千点の移流分散計算が38分で終わってしまいました。今まではXeon5000番台で1時間かかっていたのです。これは期待以上でした。しかも、6コア12スレッドありますので、平衡して複数のケースの計算も可能です。今日は5ケース平衡して計算させて見ましたが、まだまだ余裕がありそうです。すばらしい、Core i7-980X。

明日からはメモリとCPUのオーバークロックでどの程度詰められるかを見て行きたいと思います。