3. 家屋倒壊判定モジュールのカスタマイズ方法

ビルドに必要な環境

コンパイラ

作業の前に事前にインストールしてください。

名称	バージョン	内容
Intel oneAPI	Intel(R) 64, Version 2021.10.0 Build 20230609_000000	Fortranコンパイラ
Microsoft Visual Studio 2019	16.11.8	C,C++コンパイラ

OS

Windows 10 or 11

家屋倒壊判定モジュールのカスタマイズ・ビルド方法

1. morpho2DHSolver.zipを自分のPCにコピーし解凍する。

ファイル構成は以下のようになっています。

morpho2DHSolver
  - iRICsolvers_Morpho2DH : ビルド済みのMorpho2DHのソルバー(morpho2d.exe)が保存されるフォルダ
    - definition.xml : exeのバージョン等が記載されているxml
    - morpho2d.exe : ビルド済みのMorpho2DHのソルバーのexe
    - translation_ja_JP.ts : 翻訳ファイル
  - src : Morpho2DHのソルバーのソース・オブジェクトファイルを収めているフォルダ
    - build.bat : ビルドを実行するバッチファイル
    - func_cforce.f90 : 家屋倒壊閾値を変動させるサブルーチン
    - func_fbuilding.f90 : 土石流外力を計算するサブルーチン
    - *.obj : 建屋倒壊判定以外のソルバーのビルド済みファイル
    - *.mod : 建屋倒壊判定以外のソルバーのビルド済みファイル
    - *.lib : 建屋倒壊判定以外のソルバーのビルド済みファイル

2. 家屋倒壊判定モジュールのサブルーチンをカスタマイズする。

家屋倒壊判定モジュールは以下の二つのサブルーチンで構成されており、この中の処理を更新することで、カスタマイズが出来ます。

func_cforce.f90: 家屋倒壊閾値を変動させるサブルーチン
func_fbuilding.f90: 土石流外力を計算するサブルーチン

家屋倒壊閾値を変動させるサブルーチンの説明

以下に示すfunc_cforce.f90内のfunction cforce()の中身を書き換えてください。それ以外の部分は変更しないでください。

module func_cforce
USE allo1
USE allo2
USE allo3
USE allo4
USE allo5
USE GRIDCOORD
USE GridCond
USE CalcCond
USE Take1Var
implicit none

contains
    ! 建屋倒壊とみなす単位長さあたりの力の閾値を計算する
    ! 全建物(構造種別・階数などによらず)に対して実行される
    !
    ! 構造種別の違いはBCritAの絶対値で判定する必要がある。
    ! RC等の非木造のBCritAは木造に比べるとかなり大きいという仮定の元に判定する。
    !
    ! [IN]
    ! BCritA : 基本となる建屋倒壊判定閾値(N/m)
    ! IByearA: 建築年(西暦)
    !          建築年が不明な場合は1000が与えられる。
    ! BHeightA: 建物高さ(m)
    ! IBStoryA: 建物階数コード(「20231110_建物属性の設定方法.pdf」記載の建物階数コード)
    !    501: 地下階なし_地上1階
    !    502: 地下階なし_地上2階
    !    503: 地下階なし_地上3階
    !    504: 地下階なし_地上4-5階
    !    505: 地下階なし_地上6-7階
    !    506: 地下階なし_地上8-10階
    !    507: 地下階なし_地上11-15階
    !    508: 地下階なし_地上16階以上
    !    511: 地下階あり_地上1階
    !    512: 地下階あり_地上2階
    !    513: 地下階あり_地上3階
    !    514: 地下階あり_地上4-5階
    !    515: 地下階あり_地上6-7階
    !    516: 地下階あり_地上8-10階
    !    517: 地下階あり_地上11-15階
    !    518: 地下階あり_地上16階以上
    !    521: 不明
    ! [OUT]
    ! ByearAA: 基本となる建屋倒壊判定閾値BCritAにかける倍率
    !          年代・階数等によって変動。
    ! cforce: 建屋倒壊とみなす単位長さあたりの力の閾値(N/m)
    real*8 function cforce(BCritA, IByearA, ByearAA, BHeightA, IBStoryA)
        integer, intent(in) :: IByearA,IBStoryA
        real*8, intent(in)  :: BCritA, BHeightA
        real*8, intent(out) :: ByearAA
      
      ! 初期値の設定
      ! BCritAの変動は無にする
      ByearAA=1.0
      cforce = BCritA
      
      ! 木造以外の場合
      ! 全構造種別に対して実行される
      ! 構造種別の違いはBCritAの絶対値で判定できる。
      ! RC等のBCritAは木造に比べるとかなり大きい数値
      if (BCritA > 2000e+3) then
        ! 木造以外はこれでおしまい
        return
      end if
      
      ! 木造の場合
      ! 年代毎に倒壊判定閾値を変動させる
      if (IByearA >= 2000) then
        ByearAA=1.10
      else if (IByearA >= 1982) then
        ByearAA=1.00  ! 基準
      else if (IByearA >= 1959) then
        ByearAA=1.00
      else
        ! 1958年以前と、年代不明=1000の場合
        ! 年代不明の場合は古すぎて情報が残っていない可能性があるので、
        ! 安全側の評価結果になるように閾値(耐力)を低めに設定する。
        ! 耐力をゼロにしてしまうと、建物が完全に無いことになって、実態とかけ離れすぎるリスクが高いので、ゼロにはしない。
        ByearAA=0.80
      end if
      
      cforce = BCritA*ByearAA
    end function
end module

func_cforce.f90に実装している判定ロジックは以下の通りです。

土石流外力を計算するサブルーチンの説明

以下に示すfunc_fbuilding.f90内のfunction fbuilding()の中身を書き換えてください。それ以外の部分は変更しないでください。

module func_fbuilding
USE allo1
USE allo2
USE allo3
USE allo4
USE allo5
USE GRIDCOORD
USE GridCond
USE CalcCond
USE Take1Var
implicit none

contains
    ! 土石流外力を計算するサブルーチン
    ! 流動の向きや傾斜はこの関数の外で処理済み
    ! 全構造種別の建物に対して実行される。
    ! 
    ! [IN]
    ! Rmbu: 密度(kg/m^3)
    ! G: 重力加速度(m/s^2)
    ! ZZbbu: 土石流深さ(静的応力計算時に使われる値)(m)
    ! Hbu: 土石流深さ(流動による応力計算時に使われる値)(m)
    ! Ubu: 流動速(m/s)
    ! [OUT]
    ! fbuilding: 単位幅あたり外力(N/m)
    real*8 function fbuilding(Rmbu,G,ZZbbu,Hbu,Ubu)
        real*8 :: Rmbu,G,ZZbbu,Hbu,Ubu

        fbuilding = Rmbu*G*ZZbbu**2./2.+Rmbu*Hbu*Ubu**2.

    end function
end module

3. ビルドする

スタートメニューからIntel oneAPI command prompt for Intel 64 for Visual Studio 2019を起動し、以下のようなコマンドを入力してください。

> cd /d [morpho2DHSolver.zipを解凍したフォルダ]\src
> build.bat

build.batの中身は以下のようになっています。1行目のIntel oneAPIのインストールディレクトリは自分の環境に合わせて変更してください。ビルド済みのソルバーのexeは、5行目に記載した場所に出力されます。ビルド実行後にmorpho2d.exeの更新日時が新しくなっていることを確認してください。

call "C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\setvars.bat" intel64 vs2022

ifort /MD -c func_fbuilding.f90
ifort /MD -c func_cforce.f90
ifort /MD -o ..\iRICsolvers_Morpho2DH\morpho2d.exe *.obj iriclib.lib

Intel oneAPI command prompt for Intel 64 for Visual Studio 2019の起動からビルド実行までの出力は以下のようになります。

出力

:: initializing oneAPI environment... Initializing Visual Studio command-line environment... Visual Studio version 16.11.8 environment configured. "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community" Visual Studio command-line environment initialized for: 'x64' : advisor -- latest : compiler -- latest : dal -- latest : debugger -- latest : dev-utilities -- latest : dnnl -- latest : dpcpp-ct -- latest : dpl -- latest : inspector -- latest : ipp -- latest : ippcp -- latest : itac -- latest : mkl -- latest : mpi -- latest : tbb -- latest : vtune -- latest :: oneAPI environment initialized ::

C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI>cd /d D:\projects\FTA3152_PlateauDebrisFlow\24_doc\Building-collapse-detector\assets\morpho2DHSolver\src

D:\projects\FTA3152_PlateauDebrisFlow\24_doc\Building-collapse-detector\assets\morpho2DHSolver\src>build.bat

D:\projects\FTA3152_PlateauDebrisFlow\24_doc\Building-collapse-detector\assets\morpho2DHSolver\src>call "C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\setvars.bat" intel64 vs2022 :: WARNING: setvars.bat has already been run. Skipping re-execution. To force a re-execution of setvars.bat, use the '--force' option. Using '--force' can result in excessive use of your environment variables. Intel(R) Fortran Intel(R) 64 Compiler Classic for applications running on Intel(R) 64, Version 2021.10.0 Build 20230609_000000 Copyright (C) 1985-2023 Intel Corporation. All rights reserved.

-out:..\iRICsolvers_Morpho2DH\morpho2d.exe -subsystem:console allo1Mod.obj allo2Mod.obj allo3Mod.obj allo4Mod.obj allo5Mod.obj CalcCondMod.obj func_cforce.obj func_fbuilding.obj GridCondMod.obj GridCoordMod.obj iric.obj ReadCGNS.obj Take3P.obj TakeVar1.obj Take_1aN.obj WriteCGNS.obj iriclib.lib

4. ソルバー名を書き換える

カスタマイズ版のソルバーであることが識別できるように iRICsolvers_Morpho2DH\definition.xmlの<SolverDefinition>タグのcaption属性を書き換えます。任意の半角英数字で構いませんが、caption="Morpho2DH PK12"をcaption="Morpho2DH C1といった形で変更します。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<SolverDefinition xmlns="www.iric.net/SolverDefinition/1.0" 
  name="morpho2d" 
  caption="Morpho2DH PK12" 
  version="2.0.23062302"
        　　・
        　　・
        　　・

5. カスタマイズ版のソルバーに切り替える

カスタマイズ版のソルバーを指定して計算を実行方法については、家屋倒壊判定モジュール組み込み版のソルバexeへの切り替えをご覧ください。