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火山噴煙を3次元で再現する専用システムの構築

Research Project

Project/Area Number 18710154
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Natural disaster science
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

鈴木 雄治郎  Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 地球内部変動研究センター, 研究員 (30392939)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Keywords火山噴煙 / 乱流混合 / 数値計算 / 大規膜シミュレーション / 火山災害 / 大規模シミュレーション
Research Abstract

火山噴煙現象の理解、再現を目的に,火山噴煙の3次元数値プログラムの作成と可視化研究をすすめた。
数値プログラムに関しては地球シミュレータ規模の大型計算機に実装できる高精度かつ高速の流体数値モデルを作成した。モデルの正当性を検証するために実験的によく調べられている単純な乱流ジェットのシミュレーションを行い,実験と整合的な乱流混合効率を再現することができた。さらに噴煙現象に適用し,ピナツボ1991年噴火を想定した数値シミュレーションを行った。その結果,衛星写真から得られた(1)噴煙最高高度と(2)水平に広がる傘型噴煙の半径拡大率,火山堆積物分布から見積もられる(3)傘型噴煙への体積流量,といった観測データを定量的に正しく再現することができた。これにより,実際の観測データと定量的に比較可能な3次元噴煙モデルを世界で初めて作成することができた。さらに,3次元計算で得られた観測量と噴出条件の関係を用い,傘型噴煙半径が衛星等で測定できれば噴火の条件をPCレベルの計算機で見積もれる簡易な手法を提案した。地形や噴火強度の時間変化の効果などをさらに導入することで,日本でも数年置きに起こるような小規模な噴火への適用が可能となるため,今後のモデル開発にも発展性がある。
また,昨年度導入したワークステーションと可視化ソフトを用い,数百GBに及ぶ大規模シミュレーション結果の可視化を試み,噴煙などの乱流ジェット・プルームに特徴的な細かな渦から構成される表面構造を可視化することができた。これにより,よりリアリティをもって視覚に訴える火山防災システム等の構築につながる。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2007 2006

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Numerical simulations of turbulent mixing in eruption clouds2007

    • Author(s)
      Y. J. Suzuki
    • Journal Title

      Journal of the Earth Simulation 8

      Pages: 35-44

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 火口近傍の噴煙ダイナミクスに関する3次元数値シミュレーション2006

    • Author(s)
      鈴木雄治郎, 小屋口剛博
    • Journal Title

      月刊地球 28・4

      Pages: 204-209

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 3-D simulations of eruption column and umbrella cloud development during explosive volcanic eruptions2007

    • Author(s)
      Y. J. Suzuki
    • Organizer
      American Geophysical Union 2007 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ・コンベンションセンター
    • Year and Date
      2007-12-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元数値モデルによる傘型噴煙形成のシミュレーションその3:ピナツボ1991年噴火への適用2007

    • Author(s)
      鈴木 雄治郎
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • Place of Presentation
      千葉・幕張メッセ
    • Year and Date
      2007-05-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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