Manning式 — CAE用語解説
Manning式
先生、マニングの式って水路の流れを計算する式ですよね？
定義
定義を教えてください。
マニングの式はV=(1/n)R^(2/3)S^(1/2)で、開水路の平均流速を求める経験式だ。nは粗度係数、Rは径深（断面積/潤辺長）、Sは水面勾配。土木の河川設計で100年以上使われてるロングセラーの式だよ。
粗度係数nってどうやって決めるんですか？
河床の材料で目安がある。コンクリート水路でn≈0.013、自然河川の砂利底でn≈0.025〜0.035、草の生えた氾濫原でn≈0.05。現場経験がものをいう世界で、テーブルから選ぶか写真集と比較して決めるんだ。
流体解析における役割
CFDとの関係はどうですか？
マニングの式は断面平均の1D計算だから高速で便利。河川全体の水位計算にはHEC-RASのような1Dモデルでマニング式を使う。局所的な流れの詳細（橋脚周りの洗掘など）を見るときにCFD（3D）に切り替えるんだ。
CFDでもマニングの粗度は使いますか？
OpenFOAMなどの3D CFDでは壁面粗さ（roughness height ks）を設定するけど、マニングのnから等価粗さに変換して使うこともある。1Dのマニング式と3D CFDで結果を突き合わせて整合性を確認するのは河川工学の定番だよ。
関連用語
関連する用語を教えてください。
100年以上使われてる式ってすごいですね。シンプルなのに実用的なんだ。
シンプルな経験式でも現場で磨かれたものは強い。まずは矩形水路でマニング式とCFDを比較してみるといいよ。
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