技術サポートFAQ

2D-FLUSH

Q1:2D-FLUSHの入力単位について教えてください。

単位系は下表の4つより選択できます。下記一覧表をご覧下さい。
単位系一覧表)
・ トン・メータ系について s:second、m:meter、T:ton、RAD:radian
・ ポンド・フィート系について ft:feet、ld:pound、G:1〔G〕=980.665〔gal〕=9.80665〔m/s2〕、KIP:kilo pound
・ 無次元系 L:長さ、T:時間、W:力、mass:質量
・ SI単位系 N:Newton

関連:
2DU-Q04:入力動の単位はどの単位にすればいいのでしょうか?
2DU-Q29:ポストプロセッサで出力される単位はプリプロセッサでの入力系に依存しますか?

Q2:入力地震動は、現在"sample"フォルダにある"Centwave"のみですか?

入力地震動は、現在「sample」フォルダにある「Centwave」のみです。
但し、「Centwave」には、EL CENTRO(1940)、TAFT(1952)、 TOKYO(1956)、SENDAI(1962)、OSAKA(1963)、 HACHINOHE(1968)、TH 030-1FL(1978)を含んだファイルとなっています。
入力動の設定の際に指定するか、あるいは個々にファイルを分けてご使用ください。
その他の入力地震動は別途ご用意ください。

Q3:入力地震動を新規作成するために、テキストファイルのフォーマットおよび、プリプロセッサーの[入力動の入力]画面の[フォーマット]入力部分の入力値を教えて下さい。

Fortranの出力設定です。
入力地震動を新規作成するために、テキストファイルのフォーマット及び、プリプロセッサの「入力動の入力」画面の 「フォーマット」入力部分の入力値(初期値は(7F10.1))は作成されるFORTRANデータの状況によります。

例えば、Centwaveの(7F10.1)であれば、
最初の「7」は横に並べられた数値の個数を示し、
「F」は実数を意味し、
 次の「10」は各数値の最大表示桁数で、
 最後の「1」は小数点第何位まで表示するか
を表しています。

つまり、実数値最大10桁+小数点第1位まで表示された数値が横に7個並んでいるという状況を表しています。

Q4:入力動の単位はどの単位にすればいいのですか?

「2DU-Q01:2D-FLUSHの入力単位について教えてください。」における各単位系の加速度の単位に依存します。

関連:
2DU-Q01:2D-FLUSHの入力単位について教えてください。

Q5:自由地盤層番号で、"自動"、"指定"の入力項目があります。これは解析、あるいはポスト処理にどのように反映されるのですか?

「自動」の場合は節点座標(4個)より自動で設定を行い、擬似3次元効果を考慮するときに対応する自由地盤層番号を設定します。

Q6:解析する振動数の上限を20Hzとした場合、1/4波長は何mになりますか?

波の速度を5000m/sec と仮定すると、波長λは以下のように表せるので、

  λ = v/f [ λ :波長 f :周波数 v :速度]
  λ = 250m

よって、

  1/4λ =62.5m

従って、上記条件で解析モデルを作成する場合には、各層厚は約63m以下であればよいということになります。層厚はモデル作成時のセグメントY座標差が層厚になります。

Q7:歪み依存特性"の"内部平面歪要素"とは、どのような特性の要素ですか?

「歪み依存特性」の「内部平面歪要素」とは、自由地盤と接していない要素を指します。擬似3次元解析を行う場合に用いられ、この要素には面外粘性境界はつきません。

Q8:平面ひずみ要素の、GMAX,Gについて教えてください。

「微小歪時:GMAX」は微小歪に対応するせん断弾性係数を入力し、「初期:G」はイタレーション1回目の計算で用いるせん断弾性係数を入力します。

Q9:せん断弾性係数の"微小歪み時"、"初期"の意味を教えてください。

・微小歪み時=歪みが0.000001のように小さい時の値
・「初期」≒室内試験で得られた値

せん断弾性係数をヤング率とポアソン比から換算式で算出するような場合、「微小歪み時」=「初期」でも構いません。

Q10:節点集中MASSの"単位厚さ当たりの重量"について"厚さ"は奥行き方向を表し、 意味合いとしては、擬似三次元の奥行き幅>0とする場合などに単位奥行き当たりの重量と解釈してよいですか?

そのとおりです。

Q11:ビーム要素の単位重量に値を入力した場合、"ビーム長さ×単位重量"が分散質量として、 解析時に考慮されるのでしょうか?あるいは、解析で慣性力となるのは節点力の節点質量のみですか?

ビーム要素の設定については、単位体積重量として入れる場合は「ビーム長さ×断面積×単位体積重量」を節点にかけています。そのため、節点集中質量として用いられます。

Q12:トンネルの内空はどのように設定するのがいいのですか?ボイド要素がいいのでしょうか?

トンネル部のメッシュがどのように作成されているかによりますが、基本的には設定なしでよいと思います。つまり、内空部には要素を作らないようにすることをお勧めします。 要素は四角形か三角形で作りますが、トンネルの場合、内空を囲む節点は4点以上になると思われますから、無理に要素を作らず、メッシュ図上でも空洞のままでよいでしょう。
トンネルが3、4節点で形成されるのであれば、内空はボイド要素と設定します。

Q13:境界は拘束条件(X固定あるいはY固定)を必ず与えなければいけないのですか?

境界は側面境界条件、底面境界条件により与えますので、拘束条件(X固定あるいはY固定)を与える必要はありません。
それ以外で節点を拘束したい場合に拘束条件で指定します。

Q14:"応答スペクトル計算"タブの"計算点数"は,振動数の上限~下限の振動数間隔を設定するものでしょうか?

その通りです。その時の振動数間隔は以下のようになります。

 振動数間隔=(振動数の上限-振動数の下限)/計算点数

Q15:2D-FLUSH操作説明書P.84に"減数定数は,地盤出力指定の減数値の総数分入力します"とあります。 自由地盤の層の数だけ、同じ値を繰返し入力するのでしょうか?

自由地盤出力指定の層数分入力します。
最大10個までが指定可能です。

Q16:ナイキスト振動数について教えてください。

入力データでのサンプリング周波数の半分のことです。

(例)
入力データの時間ステップが0.01の場合
ナイキスト振動数=1/(0.01*2)

Q17:ナイキスト振動数について教えてください。

最大振動数は、ソルバーの仕様によりナイキスト振動数以下となるように設定してください。

Q18:解析点の個数について教えてください。

フーリエ変換では、2のべき乗個の点で解析を行います。
この個数を小さくすると解析する周波数領域が大きくなり解析個数は減少し、大きくすると周波数領域は小さくなり解析個数は増加します。

Q19:"解析振動数の上限"と、出力指定の"振動数の上限"の関係を教えてください。

「解析振動数の上限」まで解析を行い、解析結果のうち、「出力指定」した「振動数の上限」までの値をポストプロセッサーで処理する、ということです。

Q20:"1次元基本データ","2次元基本データ"の"有効せん断…せん断歪に乗じる係数"は、地盤材料特性で歪依存特性を入力した場合のみ有効になるのでしょうか?

そのとおりです。

参考:2D-FLUSH操作説明書 P.91

Q21:"基本データ設定"画面に"分散質量と集中質量の割合"とありますが、この意味を教えてください。

分散質量と集中質量の割合とは、あくまでも演算上のパラメータで、デフォルト値0.5のままでも解析結果には大きな影響はありません。
Mass Matrixが集中質量(Consistent Mass)と分散質量(Lumped Mass)の組み合わせで定義されるので、Mass Matrixに対する集中質量の割合」が正確な意味です。

集中質量は分散質量に比べて大きな経済性を有します。合成された集中質量マトリックスは対角であるため、帯幅をもつ整合質量マトリックスよりも小さな格納領域しか必要としません。 さらに対角マトリックスの計算は極めて能率的に行うことができるという利点も挙げられます。
波動伝播の問題に関して、信頼できる結果が欲しい場合には集中質量による方法を用いることをお勧めします。
分散質量による方法の主な利点は振動波形が正しいことです。しかし、大部分の応用において集中質量による方法が計算する上で有利であることのほうが重要視されます。

Q22:"有効Φ算出時にΦmaxに乗じる係数","ビーム要素の静的Φの入力"の"Φ"について教えてください。

「有効Φ算出時にΦmaxに乗じる係数」、「ビーム要素の静的Φの入力」の「Φ」とは、部材回転角とも呼ばれ、 ビームに対しても地盤と同じような等価線形法を用いるために考えられたものです。 地盤の等価線形法の有効歪算出倍率にあたるものがΦmaxです。

参考:2D-FLUSH操作説明書 P.93

Q23:補間領域数について教えてください。

「補間領域数」は解析振動数データの数(4以下)です。領域毎に「解析ピッチ」を指定して飛ばし、解析時間を短縮することができます。
伝達関数を解析ピッチ毎の振動数に対して計算し(振動数間隔Δf×解析ピッチ)、その間の伝達関数を補間により求めます。

Q24:一番連続性の高い伝達関数作成の設定は逆数補間ということで良いですか?

4点補間をお勧めします。

Q25:「基本データの設定」で「中立軸補正」とは何ですか?

中立軸補正とは、振動数領域から時間領域に変換する際に用いられる基線補正の方法です。
但し、この中立軸補正はあまりお勧めしません。

Q26:"解析する振動数の上限"を10から20へ変更したところ、"2次元解析結果の出力"処理が完了しました。"解析する振動数の上限"は、何により決定されるのですか?

「解析する振動数の上限」は、
  ・入力動に含まれる振動数特性解析モデルの固有振動数
  ・構造物の形式その使用目的
  ・解析の目的
等により決定されます。

また、解析する振動数の上限は1/(2×Δt)で与えられるナイキスト振動数以下で入力する必要があります。

Q27:1度解析を終了したあとに、パラメータを変更して再度解析を行う場合の注意点はありますか?

現バージョンの2D-FLUSHの解析では、ソルバーの解析結果を削除しません。 また、一度解析をした後にパラメータを変更して解析を行った場合、その解析が成功したように見えても実は失敗している場合があります。
もし、このような操作を行う場合は解析結果を全て別のフォルダにコピーして再度解析を行うか、あるいは解析結果を全て削除して解析をやり直してください。

Q28:"2次元解析"と"2次元解析結果の出力"の差異はなんですか?"2次元解析"が解析のみ、"2次元解析結果の出力"が"2次元解析"の結果をポスト用に処理するということですか?

・「2次元解析」→ 伝達関数の算出と等価線形解析のイタレーション用の応力とひずみの計算のみを行います。
・「2次元解析結果の出力」→加速度および応力とひずみの出力計算を行います。

参考:2D-FLUSH操作説明書 P.94

Q29:ポストで出力される単位はプリでの入力系に依存しますか?

入力単位に依存します。

関連:
2DU-Q01:2D-FLUSHの入力単位について教えてください。

Q30:フーリエ解析の制約から、ナイキスト振動数以上の振動数のスペクトルは得られないのではないでしょうか? 加速度応答スペクトル図は、ナイキスト振動数を超えていますが、スペクトル曲線を外挿して算出しているのでしょうか?

応答スペクトルの上限下限の設定で入力された振動数まで計算は行いますので、ナイキスト振動数以上の振動数のスペクトルも得られることになります。

Q31:加速度応答スペクトル図のX軸は何を意味するのですか?

10のべき乗を表示したものです。

Q32:スペクトル図の右上部の表示値は、何を表すものですか?

減衰定数を表しています。これは、複数の減衰定数を設定した場合に、それぞれのグラフを識別するための凡例です。

Q33:入力動と節点の応答加速度が一致しないのはどうしてですか?

入力動の振動数の個数や、解析ピッチ等の設定により、節点の加速度は変化します。