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JAEA-Research 2010-034
2. 熱-水-応力-化学連成解析モデルによる解析システムの構築
2.1 連成解析システムの概要
THMC モデルは、独立した 3 種類の解析コード(熱-水-応力連成解析コード:THAMES(Ohnishi
et al.、1985)、物質移行解析コード:Dtransu-3D・EL(Nishigaki et al.、2001)、地球化学解析コー
ド:PHREEQC(Parkhurst、1999))を Couplys と呼ばれる連成プラットホーム上に搭載し、変数
の授受を行う数値解析モデルであり、図 2.1-1 に示すように 3 つの解析コードを制御するプロセ
ス管理プログラムと各解析コード間で連成対象変数の授受を行う共有メモリ管理プログラムを用
いた解析システムを構築している(伊藤ほか、2004)。
Couplys は解析コード間のデータの授受を効率的に行い、柔軟な連成解析体系を実現すること
を目的として UNIX 計算機上で開発された解析コードの種類に依存しない汎用的な連成管理プロ
グラム(C++言語)である(Neyama et al.、2003)。共有メモリとは、計算機共通のメモリとは独立し
たメモリであり、複数のプロセスからアクセスが可能である。また、セマフォとは、複数のプロ
セス間の同期や単一プロセス中の複数のスレッドの同期を行うことを目的とした計算機共通のリ
ソースである。Couplys の中心的プログラムであるコントローラは、共有メモリの作成や解析コ
ード(プロセス)の実行制御を行い、共有メモリに格納されるデータの種類やプロセスの実行順
序はデータファイルとコントロールファイルに記述される。
Start-up /Termination
Controller
共有ﾒﾓﾘ
管理ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ
ﾌﾟﾛｾｽ
管理ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ
Creation
連成対象変数情報
連成解析プロセス情報
共有ﾒﾓﾘ
連成対象変数
Control ｾﾏﾌｫ
Pause /
連成解析ﾌﾟﾛｾｽ Re-Start
Data File
Control File
連成対象変数,
連成解析プロセス表示
- 4 -
Data
Accsess
連成対象変数情報
解析コード
連成解析用ｺﾏﾝﾄﾞ
連成解析用ｺﾏﾝﾄﾞ
連成解析用ｺﾏﾝﾄﾞ
図 2.1-1 連成解析システム Couplys の体系概要
THAMES
Dtransu-3D・EL
PHREEQC
連成解析用ｺﾏﾝﾄﾞ 物性/連成ﾓｼﾞｭｰﾙ
2.2 連成解析のフローの概要
THMC モデルの解析フローは図 2.1-2 のように、THAMES で設定したメッシュ情報およびタイ
ムステップを基本とし、適宜、連成対象変数を更新しながら THAMES、 Dtransu-3D・EL、
PHREEQC の順に解析を進める方法を採用している。なお、Dtransu-3D・EL ではメインタイム内
で安定解を満足するためのサブタイムが自動設定される。THAMES は移流・拡散による熱移動、
不飽和-飽和浸透流に基づく地下水移動、力学挙動を連成させた熱-水-応力連成解析コードで