WANtaroHP (工学問題)

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このページは工学問題に関する色々なプログラムを蓄えておく部屋です.

Contents


Marstonの式 (鉛直土圧)

プログラム概要

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
Program to calculate the vertical load for embedded pipe by Marston's formula.
Small document for Marston's formula


Amstutzの式 (埋設鉄管の座屈圧力)

プログラム概要

f90_AMS_org.f90

f90_AMS_JPN.f90

gpl_AMS.txt

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
座屈圧力算定公式を示す文書
Amstutzの式による座屈圧力算定プログラム (Amstutz original 1970)
水門鉄管技術基準による座屈圧力算定プログラム (Standard in japan)
gnuplot作図用スクリプト
Amstutzの式による座屈圧力算定結果事例 (初期不整の効果)
Amstutzの式と水門鉄管技術基準による座屈圧力算定結果比較事例


Simplex法による曲線回帰

プログラム概要

入力データ書式

 001 | Simplex_test_1
 002 | time_(sec),Displacement_(mm)
 003 | N,0,800,100,"%.0f"
 004 | N,-10,10,2,"%.0f"
 005 | 800
 006 | 0.000,2.543
 007 | 1.000,3.402
 008 | 2.000,2.978
..........
001
コメント
002
x軸ラベル, y軸ラベル
003
x軸のタイプ (N: normal, L: log), x軸最小値, x軸最大値, x軸目盛増分, x軸書式
004
y軸のタイプ (N: normal, L: log), y軸最小値, y軸最大値, y軸目盛増分, y軸書式
005
入力データの組数
006
(Lower rows are x and y-values of data)

実行用バッチコマンド

このプログラム 'f90_SIMPLEX.exe' を実行するためには,(1) 入力データファイル名, (2) 出力データファイル名, (3) 出力画像ファイル名(gnuplot用), (4) Simplex法による回帰のための初期値をコマンドラインから入力する必要があります.

gfortran -o f90_SIMPLEX.exe f90_SIMPLEX.f90
f90_SIMPLEX inp_SIMP_0.txt out_SIMP_0.txt fig_SIMP_0.png 1 1 1 1 1

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
Simplex法曲線回帰プログラム
入力データサンプル (1)
出力データサンプル (1)
画像出力サンプル (1)
入力データサンプル (2)
出力データサンプル (2)
画像出力サンプル (2)


制水口式サージタンクの基本設計

プログラム概要

f90_SURGR.f90

入力サンプルデータ (file: inp_scvf_Load.csv)
KN No.1 Headrace ST (Load interception)
Hg,Q0,L,d0,c,Cd,zm,xc,yc
713,340,2553.370,8.2,0.179,0.9,35,4.6,17
Hg 総落差 (m)
Q0 最大使用水量 (m3/s)
L 圧力水路延長 (m)
d0 圧力水路内径 (m)
c 損失水頭係数
Cd 制水口の流量係数
zm 設計者により与えられる目標最高上昇水位 (m)
xc 選定した制水口内径 (m)
yc 選定したサージタンク立坑内径 (m)

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_surgeSCVF.exe f90_surgeSCVF.f90
f90_surgeSCVF inp_scvf_Load.csv fig_scvf_Load_SC.eps fig_scvf_Load_VF.eps

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
制水口式サージタンク設計理論を示す文書
基本設計のためのプログラム
入力サンプルデータ (負荷遮断)
出力事例図 (負荷遮断時動的安定条件)
出力事例図 (負荷遮断時最高上昇水位)


制水口式サージタンクのサージング解析

プログラム概要

f90_SURGR.f90

入力データサンプル (file: inp_surge_Ta.csv)
KN No.1 Tailrace ST (Load interception: 4 units) //: Title
1,70.0,210.0                                     //: ICT,AFCA,AFCT
600.0,0.01,0.1                                   //: TMAX,dt,DTWR
18.857,0.9,0.9                                   //: PAA,PCI,PCO
814.000,2167.752,52.810,0.166                    //: RWL,TNL,TNA,TNC
3                                                //: NST
520.000,865.000,Top_of_Surge_Tank                //: SAA(1),SEL(1),SLB(1)
520.000,854.050,Bottom_of_Chamber                //: SAA(2),SEL(2),SLB(2)
78.540,727.600,Bottom_of_Surge_Tank              //: SAA(3),SEL(3),SLB(3)
3                                                //: NQT
-340,0                                           //: QTQ(1),QTI(1)
0,8                                              //: QTQ(2),QTI(2)
0,9999                                           //: QTQ(3),QTI(3)
Title タイトル
ICT 計算ケース (1: normal, 2: AFC)
AFCA AFC運転時の片振幅流量 (m3/s)
AFCT AFC周期 (s)
TMAX 計算終了時刻 (s)
dt 計算時間間隔 (s)
DTWR 結果出力時間間隔 (s)
PAA 制水口断面積 (m2)
PCI 制水口流量係数(流入時)
PCO 制水口流量係数(流出時)
RWL 貯水池水位標高 (EL.m)
TNL 圧力トンネル延長 (m)
TNA 圧力トンネル断面積 (m2)
TNC 圧力トンネル損失水頭係数 (s2/m)
NST 入力するサージタンクの断面の数
SAA(i)指定標高におけるサージタンクの断面積 (m2)
SEL(i)断面積を入力するサージタンクの標高指定 (EL.m)
SLB(i)断面の名称 (text: 作図用)
NQT 流量入力点数
QTQ(i)指定時刻での流量 (m3/s)
QTI(i)時刻指定 (s)

f90_DRAW_SURGR.f90

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_SURGE.exe f90_SURGE.f90
f90_SURGE inp_surge_Ha.csv out_surge_Ha.csv
f90_SURGE inp_surge_Hc.csv out_surge_Hc.csv
f90_SURGE inp_surge_Ta.csv out_surge_Ta.csv
f90_SURGE inp_surge_Tc.csv out_surge_Tc.csv

gfortran -o f90_DRAW_SURGE.exe f90_DRAW_SURGE.f90
f90_DRAW_SURGE out_surge_Ha.csv fig_surge_Ha.eps
f90_DRAW_SURGE out_surge_Hc.csv fig_surge_Hc.eps
f90_DRAW_SURGE out_surge_Ta.csv fig_surge_Ta.eps
f90_DRAW_SURGE out_surge_Tc.csv fig_surge_Tc.eps

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
制水口式サージタンクのサージング解析プログラム
gnuplotによる作図プログラム
入力サンプルデータ (導水路水槽: 負荷遮断)
入力サンプルデータ (導水路水槽: 入力遮断)
入力サンプルデータ (放水路水槽: 負荷遮断)
入力サンプルデータ (放水路水槽: 入力遮断)
出力サンプル図 (導水路水槽: 負荷遮断)
出力サンプル図 (導水路水槽: 入力遮断)
出力サンプル図 (放水路水槽: 負荷遮断)
出力サンプル図 (放水路水槽: 入力遮断)


円形圧力水路トンネル断面図

プログラム概要

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_TUNNEL.exe f90_TUNNEL.f90

f90_TUNNEL bat_HT1.bat fig_eps_HT1.eps 0 8200 550 0 6000 100 100
f90_TUNNEL bat_HT2.bat fig_eps_HT2.eps 0 6100 550 0 5000 100 100
f90_TUNNEL bat_PS1.bat fig_eps_PS1.eps 1 5400 600 300 5000 100 100
f90_TUNNEL bat_PS2.bat fig_eps_PS2.eps 1 3000 500 100 3000 100 100

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおり

f90_TUNNEL fnameW fnameF ksp DIA Tc Tx W ts tp
f90_TUNNEL実行用プログラム
fnameW GMT実行用バッチファイル名
fnameF 出力画像ファイル名(eps)
ksp 0: 鉄管無し, 1: 鉄管有り
DIA トンネル内径
Tc 覆工コンクリート厚
Tx インバート部付加コンクリート厚
W インバートコンクリート幅
ts 吹付コンクリート厚
tp 設計線と支払線の間の厚さ

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
GMT による作図プログラム
出力されたGMT実行用バッチファイル事例 (fig_eps_PS1.eps用)
出力画像 (1)
出力画像 (2)
出力画像 (3)
出力画像 (4)
eps を TeX 文書に貼り付けた事例

出力図中の記号の意味は以下のとおり.

Ae 支払線による掘削断面積
Ce 設計線によるコンクリート断面積
Ls 設計線による吹付長
ΔCe 支払線と設計線によるコンクリート断面積の差分
ΔLs 支払線と設計線による吹付長の差分


等流計算による H-Q 曲線

プログラム概要

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_MANNING_CIRC.exe f90_MANNING_CIRC.f90
gfortran -o f90_MANNING_RECT.exe f90_MANNING_RECT.f90

f90_MANNING_CIRC 1.50 0.06649 0.015 > inp_manning_circ.txt
f90_MANNING_RECT 3.00 0.00500 0.015 > inp_manning_rect.txt

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおりです.

f90_MANNING_CIRC DD ii nn > fnameW
f90_MANNING_RECT BB ii nn > fnameW
f90_MANNING_CIRC円形断面用 F90 実行プログラム
f90_MANNING_RECT矩形断面用 F90 実行プログラム
fnameW 出力ファイル名 (text file)
DD 円形断面水路の内径
BB 矩形断面水路の幅
ii インバート勾配
nn Manning の粗度係数

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
円形断面水路のH-Q関係計算用プログラムソース
矩形断面水路のH-Q関係計算用プログラムソース
円形断面水路用 GMT 作図用バッチファイル
矩形断面水路用 GMT 作図用バッチファイル
円形断面水路H-Q曲線作図事例
矩形断面水路H-Q曲線作図事例


貯留関数法による流出解析 (1)

プログラム概要

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_SFM.exe f90_SFM.f90

f90_SFM dat_sfm1.csv out_test1.csv 3 1 10
f90_SFM dat_sfm2.csv out_test2.csv 3 1 10
f90_SFM dat_sfm3.csv out_test3.csv 4 1 10
f90_SFM dat_sfm4.csv out_test4.csv 2 1 10
f90_SFM dat_sfm5.csv out_test5.csv 2 1 10
f90_SFM dat_sfm6.csv out_test6.csv 8 1 10

call bat_gmt_ctl_qcss
call bat_gmt_ctl_sfm

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおりです.

f90_SFM fnameR fnameW n1 m md
f90_SFM貯留関数推定用 F90 実行プログラム
fnameR 入力ファイル名
fnameW 出力ファイル名
n1 基底流量分離開始点
m 基底流量分離方法(0:水平分離[固定値],1:傾斜直線分離[最適値検索])
md 時間増分の分割数(1以上の整数)

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
貯留関数パラメータ推定用プログラムソース
入力データ例(1)
入力データ例(2)
入力データ例(3)
入力データ例(4)
入力データ例(5)
入力データ例(6)
qc-S 関係作図用 GMT バッチファイル(コントロール用)
qc-S 関係作図用 GMT バッチファイル(作図コマンド用)
ハイドログラフ作図用 GMT バッチファイル(コントロール用)
ハイドログラフ作図用 GMT バッチファイル(作図コマンド用)
理論と解析事例紹介文書


貯留関数法による流出解析 (2)

プログラム概要

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_SFMQ.exe f90_SFMQ.f90

f90_SFMQ dat_sfm1Q.csv out_test1Q.csv 10

call bat_gmt_ctl_sfmQ

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおりです.

f90_SFMQ fnameR fnameW md
f90_SFMQハイドログラフ推定用 F90 実行プログラム
fnameR 入力ファイル名
fnameW 出力ファイル名
md 時間増分の分割数(1以上の整数)

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
ハイドログラフ推定用プログラムソース
入力データ例
ハイドログラフ作図用 GMT バッチファイル(コントロール用)
ハイドログラフ作図用 GMT バッチファイル(作図コマンド用)
グラフ出力事例


ルンゲクッタ法による地震応答スペクトル計算

プログラム概要

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_ARS_RUNGE.exe f90_ARS_RUNGE.f90

f90_ARS_RUNGE dat_acc_TCGH16_EW2.csv dat_spc_TCGH16_EW2.csv
f90_ARS_RUNGE dat_acc_TCGH16_NS2.csv dat_spc_TCGH16_NS2.csv
f90_ARS_RUNGE dat_acc_TCGH16_UD2.csv dat_spc_TCGH16_UD2.csv

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおりです.

f90_ARS_RUNGE fnameR fnameW
f90_ARS_RUNGE応答スペクトル計算用 F90 実行プログラム
fnameR 入力ファイル名
fnameW 出力ファイル名

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
F90 地震応答スペクトル計算プログラム
入力データファイル事例 (1)
入力データファイル事例 (2)
入力データファイル事例 (3)
出力データファイル事例 (1)
出力データファイル事例 (2)
出力データファイル事例 (3)
理論説明文書


鉄筋コンクリート断面応力計算

プログラム概要

実行用バッチコマンド

純曲げを受けるRC断面

gfortran -o f90_RCmSD.exe f90_RCmSD.f90

rem iflag hh bb dd_t dd_c As_t As_c  MO
f90_RCmSD 1 7.5 25 2.5 0.0 3.925 0.0 8013

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおりです.

f90_RCmSD iflag hh bb dd_t dd_c As_t As_c MO
f90_RCmSD コンパイル済み実行プログラム
iflag 1: 単鉄筋, 2: 複鉄筋
hh, bb 断面高さ, 断面幅
dd_t, dd_c 引張縁-引張鉄筋距離, 圧縮縁-圧縮鉄筋距離
As_t, As_c 引張鉄筋断面積, 圧縮鉄筋断面積
MO 作用モーメント (正値)

曲げと引張軸力を受けるRC断面

gfortran -o f90_RCmntD.exe f90_RCmntD.f90

rem hh bb dd_t dd_c As_t As_c MO AF
f90_RCmntD 350 1000 60 60 1570 1570 140000000 160000

コマンドラインの入力データ並びは以下のとおりです.

f90_RCmntD hh bb dd_t dd_c As_t As_c MO AF
f90_RCmntD コンパイル済み実行プログラム
hh, bb 断面高さ, 断面幅
dd_t, dd_c 引張縁-引張鉄筋距離, 圧縮縁-圧縮鉄筋距離
As_t, As_c 引張鉄筋断面積, 圧縮鉄筋断面積
MO 作用モーメント (正値)
AF 作用引張軸力 (正値)

ソースコードと関連文書

FilenameDescription
純曲げを受けるRC断面の応力計算プログラムコード
曲げと軸引張を受けるRC断面の応力計算プログラムコード


RC 円形圧力トンネル応力計算

プログラム概要

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_CPT.exe f90_CPT.f90

f90_CPT inp_CPT_comp.csv out_CPT_comp.csv
f90_CPT コンパイル済み実行プログラム
inp_CPT_comp.csv入力データファイル名
out_CPT_comp.csv出力データファイル名

ソースコードと関連文書

ファイル名概要
円形圧力トンネル構造計算プログラムコード
入力データ事例
出力データ事例
計算理論解説書
FEMによる円形圧力水路設計検討事例


不等流計算

プログラム概要

データ入力部プログラム

    call getarg(1,dummy1)
    call getarg(2,dummy2)
    call getarg(3,dummy3)
    call getarg(4,fnameR)

    read(dummy1,*) icase
    read(dummy2,*) Q0
    read(dummy3,*) h0

    open(11,file=fnameR,status='old')
    read(11,*) nd
    do i=1,nd
        read(11,'()')
        read(11,*) k,xx(i),zz(i),nas(i),ninp(i)
        do j=1,nas(i)
            read(11,*) hh(i,j),area(i,j),wper(i,j),wids(i,j)
        end do
    end do
    close(11)
nd 計算断面数
k 断面番号(任意)
xx(i) 計算開始点からの水平距離程
zz(i) 水路床標高
nas(i) 各断面で入力する水位-断面積・潤辺関係の数
ninp(i) 粗度係数
hh(i,j) 水位(水路床直交方向)
area(i,j) 指定水位での通水断面積
wper(i,j) 指定水位での潤辺
wids(i,j) 指定水位での水面幅

断面の並びは,計算開始点から終了点に向かう並びとする. すなわち,常流計算では解析領域の下流端から上流端に向かう順番,射流計算では解析領域の上流端から下流端に向かう順番で並べる.

実行用バッチコマンド

gfortran -o f90_NUF.exe f90_NUF.f90

f90_NUF 10 430.92 1.958 inp_open.txt > outQ0430.txt
f90_NUF コンパイル済み実行プログラム
10 icase=10: 常流,icase=20: 射流
430.92 Q0   : 計算開始点での流量
1.9582 h0   : 計算開始点での水深
inp_open.txtfnameR : 入力データファイル名
outQ0430.txt出力データファイル名

出力データ項目

x1 距離程
Q1 流量
a1 断面積
t1 水面幅
h1 水深(水路床直交方向)
z1 河床標高
h1+z1 水位標高
v1 平均流速
E1 エネルギー標高
Fr フルード数
hc 限界水深(水路床直交方向)
it 収束に要した繰り返し回数

ソースコードと関連文書

ファイル名概要
不等流解析プログラムコード
入力データ事例
出力データ事例
計算事例紹介


洪水時貯水池水位解析

プログラム概要

実行用バッチコマンドと入力データ書式

gfortran -o f90_floodr.exe f90_floodr.f90

f90_floodr inp_kusan_hv.txt inp_kusan_pmf_0.txt > test0.txt
f90_floodr inp_kusan_hv.txt inp_kusan_pmf_1.txt > test1.txt

実行用バッチコマンド書式

f90_floodr fnameR1 gnameR2 > fnameW
f90_floodr コンパイル済み実行プログラム
fnameR1 貯水池水位-容量曲線入力ファイル
fnameR2 洪水波形入力ファイル
fnameW 出力ファイル

貯水池水位-容量曲線入力書式

vcoef
rh(1)  rv(1)
rh(2)  rv(2)
rh(3)  rv(3)
...    ...
vcoef 容量に乗じる係数
rh(i) 水位標高
rv(i) 累加容量 / vcoef

洪水波形入力書式

ELini  outlet
ti(1)  q_in(1)
ti(2)  q_in(2)
ti(3)  q_in(3)
...    ...
ELini 初期水位標高 (EL.m)
outlet 放流設備放流量(一定値) (m3/s)
ti(i) 時刻 (hour)
q_in(i)流入量 (m3/s) / vcoef

出力データ項目

i 計算ステップ
iUD 水位上昇・下降の指標(1:水位上昇,-1:水位降下)
ti 時刻 (hour)
EL 貯水池水位標高 (EL.m)
EL-elv 水位誤差 (m)
VOL 貯水池累加容量 (m3)
q_in 流入量 (m3/s)
q_out 流出量 (m3/s)

ソースコードと関連文書

ファイル名概要
洪水時貯水池水位解析プログラムコード
貯水池水位-容量曲線入力データ事例
洪水波形入力データ事例(1)
洪水波形入力データ事例(2)
作図用GMTスクリプト(バッチファイル)
凡例描画用 awk スクリプト
解析結果事例(1)
解析結果事例(2)

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