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等流の計算・3D CAD Ver.8がリリース
FORUM8新製品情報2024年1月：水工スイート バンドル製品
建設省河川砂防技術基準（案）同解説－調査編で定義された、レベル1、1a、2、2a、3の平均流速公式、またはクッターによる平均流速公式を用いて等流の計算を行います。また、限界水位、限界流速、限界勾配の算出も可能です。断面形状は、閉断面（円形、幌型、馬蹄形など）、開断面（河川断面、任意形状など）ともにサポートしています。
水工設計計算ソフトの最新情報を一冊に
Ver.8.0.0 改定内容
- 任意開断面、任意閉断面のR付形状に対応
- 用水路、排水路の壁高計算機能追加
- 「アーチ矩形」、「アーチ矩形（インバート付き）」断面追加
プログラムの機能と特長
基本条件
- 水位から流量、流量から水位、フルード数、限界水深、限界流速、限界勾配を算出します。
- 水理特性曲線、流下能力関連のグラフを作成します。
- 土砂混入率を考慮した等流計算を行います。
- 余裕高の計算および照査機能（余裕高照査、流速照査、流れの安定性照査、流量比率の照査）が可能です。
- 等流計算条件の一括入力機能が可能です。
等流計算条件一括入力画面
平均流速公式
平均流速公式を選択します。断面形状に応じて、選択可能な平均流速公式が異なります。
断面と平均流速公式の対応
任意断面
この断面は、XY座標を入力して、任意の断面を作成します。座標間は直線で結ばれます。閉断面の場合は自動的に形状を閉じますので、最後に始点と同じ座標を定義する必要はありません。また、形状の内側を自動的に認識しますので、右回り、左回りのどちらの順番でも座標を定義できます。
CADデータやCSVデータからインポートするとき、座標が閉じていると判断された場合は任意閉断面としてインポートします。これ以外は任意開断面としてインポートします。
閉断面のため、平均流速公式は、等流用のクッター式と等流、不等流対応のマニング式（レベル1式）に限定されます。
R付任意開断面
任意閉断面の簡易結果画面
エネルギー補正係数
フルード数の算出で使用するエネルギー補正係数を指定します。
フルード数算出時の水深
フルード数および限界勾配の算出式において、水深の算出方法を選択します。
| 流れの面積÷水面幅 | 水深h=流れの面積A／水面幅Bとして計算します |
|---|---|
| 井田による合成径深Rc | 水深h=井田による合成径深Rcとして計算します |
建設省河川砂防技術基準（案）同解説 設計編P119の限界水深算出式を参考としたものです。
勾配の表記方法
縦断勾配の値を分数表記とするか、小数表記とするか選択します。流下能力の表示では、先頭の測点位置の指定が全測点の断面に有効となります。
水理特性曲線
| 作成する | チェックを入れた場合、水理特性曲線を作成します |
|---|---|
| 満流水位（標高）（m） | 満流時の水位を指定します。閉断面の場合は自動設定されるため入力は不要となります |
| 分割数 | 水理特性曲線の分割数を入力します |
| 縦断勾配 | 水理特性曲線の縦断勾配を入力します |
重力加速度
重力加速度を入力します。フルード数算出、レベル3の平均流速公式で使用されます。
収束条件
水位算出：流量から水位を求める際の収束条件を指定します。
| 流量誤差（m3/s） | 仮定した水位における流量と指定した水位における流量の差が「流量誤差」以下となったとき、収束したと判断します |
|---|---|
| 最大計算回数 | 収束計算回数が最大計算回数を超えたとき、収束しなかったと判断して計算を中断します |
| 水位分割数 | 収束計算は水位を細かく分割して、低い側から順次計算します。このときの水位の分割数を指定します |
レベル3公式の平均流速（m/s）：レベル3の平均流速公式の連立方程式を解く収束条件を指定します。
| 流量誤差（m3/s） | 仮定した流速と連立方程式に代入した結果の流速の誤差が「流速誤差」以下となったとき、収束したと判断します |
|---|---|
| 最大計算回数 | 収束計算回数が最大計算回数を超えたとき、収束しなかったと判断して計算を中断します |
| 流速分割数 | 収束計算時の流速の増分を決定します。レベル2の平均流速公式で求まる左端区間の流速に対する分割数です。解がみつからない場合などは、流速分割数を大きくしてください |
| 解が複数の場合 | 一つの水位に対する解が複数存在した場合の選択条件を指定します。「最大Qを選択」とした場合は、正常終了した解の中から最も流量が大きな解を採用します |
粗度係数、境界混合係数
粗度係数
粗度係数の入力は、基本条件で選択した平均流速公式により異なります。平均流速公式が区間ごとの粗度係数を使用する場合は、区間ごとに粗度係数を入力します。任意形状では、線分ごとに粗度係数を指定することも可能です。これにより区間内（または単断面内）で複数の粗度係数が定義された場合は、その区間（単断面）の粗度係数は合成粗度係数で計算されます。任意形状の粗度係数を0.0とした線分は、区間の粗度係数が使用されます。
境界混合係数
平均流速公式レベル3で分割断面境界に作用するせん断力τ'jiを求めるために使用する境界混合係数fを指定します。入力は、区間の右側の境界混合係数となります。例えば区間1の行で入力した境界混合係数は、区間1と区間2の境界の値となります。
区間
平均流速公式レベル1a、レベル2、レベル2a、レベル3を指定した場合は区間を定義します。
区間は、「区間1の右側X座標」と区間2～区間n-1の「範囲幅」を指定することで定義します。（nは区間数）区間1は、断面左端から「区間1の右側X座標」まで範囲になります。区間nは区間n-1の右端から断面右端までの範囲になります。
レベル2aは区間幅のみ定義します。（粗度係数はタブ「粗度係数」で入力します。）レベル1a、レベル2、レベル3は、区間ごとに粗度係数を指定します。
樹木群
平均流速公式レベル3のとき指定します。樹木群は区間の全範囲を占め、側面は鉛直面、上面は水平面で定義されます。ここでは樹木群の高さと樹木群側面の樹木群境界混合係数fの値を指定します。この境界混合係数fは、樹木群境界に作用するせん断力τの算出に使用されます。
樹木群は以下の手順で定義します。
- 作成する：チェックを入れた場合、水理特性曲線を作成します。
- 満流水位（標高）（m）：満流時の水位を指定します。閉断面の場合は自動設定されるため入力は不要となります。
- 分割数：水理特性曲線の分割数を入力します。
- 縦断勾配：水理特性曲線の縦断勾配を入力します。
水没時と非水没時：樹木群が水没したとき（樹木群上面が水位未満のとき）と水没しないときで使用するfの値を変更することができます。
範囲高：樹木群の高さ方向で境界混合係数を変化させることが可能です。範囲高は樹木群上端を原点として下側に向かう高さです。最後の行のf値は範囲を指定する必要はありません。（残りの下側全範囲となります。）樹木群側面のf値が一つの場合は指定する必要はありません。(側面の全範囲となります。)
計算条件
断面の下表の計算計算条件を設定します。条件設定後は「簡易結果表示」ボタンをクリックすることで、結果または計算に関するエラー情報などを参照することが可能です。
詳細結果はメイン画面の「計算確認」ボタンで表示される結果画面のタブ「各断面の結果」に表示されます。
| 計算の種類 | 設定内容 | 簡易結果で表示される値 |
|---|---|---|
| 限界水位／流速／勾配の算出 | 名称、流量 | 限界水位、限界流速、限界勾配 |
| 水位から流量の算出 | 名称、勾配、水位指定、水位 | 流量 |
| 流量から水位の算出 | 名称、勾配、流量 | 水位 |
| 水路壁高の算出 | 名称、水路の用途・種類、水路余裕高決定のための着眼点、 施設の状況、設計流量、洪水流入量、縦断勾配、 排水路の最小余裕高、水面動揺に対する余裕 | 壁高 |
水位指定機能
「水位から流量の算出」時に「水位指定」により水位を指定することが可能です。「水位指定」では、水位を「任意指定」、「8割水深」、「9割水深」、「満流」から選択します。水位を「任意指定」としたときのみ、「水位」の入力が可能となります。開断面の満流水位は、断面の高さ範囲で水位の定義が可能な最も高い位置となります。8割水深、9割り水深は、断面下端を0割水深、満流水位を10割水深として算出した水深となります。
流下能力
流下能力を計算します。指定した水位、勾配から、各測点の流量のを算出します。各断面で定義した平均流速公式が使用されます。詳細結果はメイン画面の「計算確認」ボタンで表示される結果画面のタブ「流下能力」に表示されます。
断面ガイド図
入力中の断面形状や情報を図で表示します。
断面ガイド図（入力画面）
断面ガイド図（結果確認画面）
参考文献
- 建設省河川砂防技術基準（案）同解説 設計編 山海堂 平成19年7月改訂版 建設省河川局監修
- 農林水産省農村振興局、土地改良事業計画設計基準 設計「水路工」基準書・技術書 平成26年3月
製品価格
| 等流の計算 Ver.8 | 68,000円（税別） |
|---|
フローティングライセンス価格
本体価格の40％を追加いただくことで、誰でもどこでもどのPCでも製品の利用が可能となります。
| 等流の計算 Ver.8 | 27,200円（税別） |
|---|
サブスクリプション価格
| 対象製品 | 初年度 | 1年 |
|---|---|---|
| 等流の計算 Ver.8 サブスクリプション | 無償 | 27,200円（税別） |
| 等流の計算 Ver.8 サブスクリプションフローティング | 38,080円（税別） |
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