MECモデルの趣旨及び 現状・今後の計画 戸田保幸（大阪大学大学院工学研究科）

１．MECモデルの趣旨及び経過 ２．MECモデルの現状・今後の計画 　　　a)　Variable Mesh Version （公開中） 　　　b) Nesting Mesh Version 　　　c)　他のモデル化の検討 ３．プリ及びポスト処理

１．MECモデルの趣旨及び経過 a)　MECモデルの趣旨 ある海域の大きさに比べて比較的小さい人工構造物等が海域全体に影響を及ぼしたり、あるいは海域全体での流動によって作動状態などが変化したりすることを予測する数値モデルを開発していく。

五ヶ所湾　密度流拡散装置周辺の流動解析（1日目）

海域浄化装置：密度流、深層水湧昇、人工渦発生装置 　　　　　　　人工礁、（赤潮対策など） 温排水・汚染物質流失（タンカーなど），二酸化炭素海洋隔離 海洋構造物：発電など人工的に旋回を伴うジェットやWAKE

マウンドを越える密度流

中央（ｂ） a c b 旋回を伴うジェットと密度界面の干渉（プロペラ後流） 手前（ｃ）

回転するジェットと水底との干渉 プロペラ設置点 プロペラ設置点 プロペラ設置点

計算時間や格子サイズを考慮した適した手法 海域全体の大きなスケールの流動 （時間・空間） 静水圧近似 相互に干渉 比較的小さいスケール流動 （時間・空間　人間活動によるもの等） Full-3D　RANS それぞれに適した手法で解き、またそれらが相互に干渉し空間的に連続的に解けるモデルを構築する。 日本造船学会海洋環境委員会　 海洋モデル検討専門委員会で検討 　　MECモデル

ハイブリッドマルチスケール近似 すべての領域をFull-3Dで解く方法も示されているが 格子サイズがかなり大きくなるためFull-３Dと静水 　圧近似の差がそれほど大きくない。 　比較的小さな人間活動の影響などには格子サイズが 　粗くなる。 　計算時間が長くなる。　　　 ハイブリッドマルチスケール近似

MECモデルの経過 昨年の第1回ワークショップ（2000/11/30) 初期のヴァリアブルバージョン配布公開 　初期のヴァリアブルバージョン配布公開 現在までいくつかの修正、バグとり ホームページ上で公開 昨年 様々な問題で使って頂くという目標　　　　　　　無理をして開発し公開 開発段階のものがまぎれ込む、問題点が見つかる。 利用しようとする方々に多大なご迷惑をかけた。 修正及び検討を重ねる活動をしている。活動を支えている専門委員会の次に示す。

ｸﾞﾛｰﾊﾞﾙ ｵｰｼｬﾝ ﾃﾞﾍﾞﾛｯﾌﾟﾒﾝﾄ 　　　　　　　表１　海洋モデル検討専門委員会委員名簿 委員名 所属 主な担当 佐藤　徹 東大　工学系研究科 Full-3D 多部田茂、木下嗣基 東大　新領域創成科学研究科 ネスティング 増田光一、岡本強一 日大　理工学部   野澤和男、戸田保幸 阪大　工学研究科 ﾎﾟｽﾄ処理,BFC 馬場信弘 大府大　工学研究科 プリ処理 末永慶寛 香川大学 今井康貴 広大　国際協力研究科 比較ﾃﾞｰﾀ収集 経塚雄策、濱田孝治 九大　総合理工学研究院 Variable,接合 大川豊、間島隆博 海上技術安全研究所 工藤君明 ｸﾞﾛｰﾊﾞﾙ ｵｰｼｬﾝ ﾃﾞﾍﾞﾛｯﾌﾟﾒﾝﾄ 峯松宏之 IHI 藤田孝 日立造船 大内一之 大内海洋コンサルタント

日時 会議 場所 2000-11-30 第1回ワークショップ 東京大学 2000-12-25 ,26 第7回MEC-WG 　　　　　　　　表２　海洋モデル専門委員会の活動 日時 会議 場所 2000-11-30 第1回ワークショップ 東京大学 2000-12-25　,26   第7回MEC-WG (第1回ワークショップ　反省会) 熊野灘漁港追間浦支部 (密度流拡散装置見学） 2001-4-2 第8回MEC-WG 大阪大学 2001-5-24　 2001-5-23-25 第9回MEC-WG 　（プログラムミーティング） 大阪府立大学 2001-8-2 第10回MEC-WG サンエール鹿児島 2001-10-3 第11回MEC-WG

密度流拡散装置の見学及び第7回　MEC-WG

２．MECモデルの現状・今後の計画 Variable Mesh Version （公開中） 非常に使いづらくというご意見をたくさん頂いている。 開発段階プログラムが公開されており、バグの報告あり。 　　午前中：オペレーションの説明に時間 （昨年のバージョンのマイナーな変更をしたもの） ネスティングを含めた全体 　　　昨年のテキストで示した計画どおり進んでいない 問題点が多く見つかったことが一因 実際の応用例でどのようなバージョンが必要か明らかでない 　今後委員会内部でもモデルを使用する問題の調査 　ワークショップ参加者からも多くの応用例の情報を期待

Variable Mesh Version 　　今回オペレーションデモを行える程度に整備。 　　　応用例（後で示される） 　　　1)Full-3D領域を埋め込んだものは1つの応用例 　　　　　今後さまざまな問題に応用していく必要がある。 　　　2)ヴァリアブルな格子を用いた静水圧近似の計算例２ 　　　　　このバージョンの1つの使い方。 　　現状までの改良など 　　Full-3Dの部分では内部の拡散係数と外部静水圧領域の 　　拡散係数モデルを滑らかにつなぐことが問題。 　　　現状は外部静水圧領域への接合境界に向かって滑らかに 　　　つなぐ領域を設けている。 　　　　Full-3D領域はある程度大きさが必要。

渦動粘性モデルの改造や渦の出入りのモデル化などを検討する必要がある。 Full-３D領域の物体の表現は現状でも噴出し速度を0として与えることができるが、ポロシティによる表現も入れ込んでいく予定である。 複数のつながった静水圧セル領域で格子の間隔の違ったFull-3D領域をいれることも検討。 　現状では入っていない。 　複数の離れた静水圧セルにFull-3Dを入れ込むのはそれ　ほど複雑ではないので、応用例があれば計算を行うこ　とができると思われる。また全体に渦動粘性モデルを　改良していく必要がある。

b) Nesting Mesh Version 　このバージョンの現状及び問題点などについては、 　後で木下により示される。 　このバージョンについては格子サイズと近似レベルの大　きさが問題となり、どの程度の格子サイズをそれぞれの　近似で用いネスティングするかが問題となる。現状のま　までの静水圧近似計算のネスティングバージョンとして　は使用可能で（最小格子サイズは水深との比で制限られ　る）、このまま公開は可能である。使用条件をきちんと　使えば連続的に格子サイズを変化させ、相互に影響を及　ぼしあう計算は可能である。

c)他のモデル化の検討 　専門委員会では、少し異なった手法についても検討している。 　　後のBFCグリッドバージョンもその1つで試計算が始まったところ　　である。 　　　　境界適合座標で形状をあらわし、複雑な地形部分はいくつかの　　　　ブロックで扱おうとするマルチブロックを用いるもの。 　　　　今後実際の海域への応用を行い公開していく予定にしている。 　　　　マルチブロック手法は並列計算機を用いる方法ではシングルブ　　　　ロックであらわされるような形状に対してもいくつかのブロッ　　　　クに分け並列計算を行うことがされており、大規模な場合計算　　　　時間短縮のためにもブロック化を検討していく必要。 　　　　Full-3D部分を同様の方法で計算することはメンバーのいくつか　　　　の機関で行っており、ある部分に現在のMECヴァリアブルバー　　　　ジョンと同じ接合手法を用いるのであれば入れ込んでいくこと　　　　は可能。

ブロック化してパラレルマシンにおいて計算時間短縮はこれまでのも行っている。 非構造格子により、離散化し場所によってFull-3Dと静水圧近似を使い分ける手法も検討されている。 これらの試みは現状のMECモデルとの比較や、実際の海域での計算と観測との比較及び長所・短所などについてさらに検討を進めていく。

３．プリ及びポスト処理 プリ処理 整備が進められ現状で水平格子点における水深は求まる。 今後はデータ取得の方法等：情報を発信 　プリ処理 　整備が進められ現状で水平格子点における水深は求まる。 　今後はデータ取得の方法等：情報を発信 　エクセル等を用いた簡単な修正法など 　ポスト処理 　現状はTecplot(Amtec社)用のものを用意。 　他の可視化ソフト： 　データ形式がわかっていれば簡単な修正 　　用意しないことにした。 　現在のフィルターでは不可能な問題に対して順次整備