| Project/Area Number |
21J12302
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
水野 芳規 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | ガウス過程 / 粒子法 / 津波 / 感度分析 / エミュレーション / サロゲートモデル / リスク評価 / シミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、沿岸地域に到達する津波を従来の手法よりも高速に予測かつ分析できるような数理統計の手法開発を目指す。従来の手法では津波のシミュレーションによって予測や分析を行うが、これでは津波が沿岸地域に到達するまでにシミュレーションを終えることが時間の観点から容易でなく、震源地や震度などの様々な条件に基づいて複数の津波を予測することや分析することが現実的ではなかった。したがって、本研究では、このような様々な条件に基づく複数の津波を瞬時に予測かつ分析できるような数理統計の手法開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の成果は、主に学術論文及び学会発表の形で公開した。本学術論文の題名は、『Statistical analysis of three-dimensional run-up heights using Gaussian process emulator of particle method』である。また、本学会発表の題名は、『粒子法に基づく多変量ガウス過程エミュレータによる自由表面流れ解析の高精度化』である。あわせて、本研究の成果は博士論文の一部としても公開する。
本研究では、従来の粒子法シミュレータでは多数の初期条件に基づき解析を繰り返すことが計算コストの観点から容易でないことに着目し、粒子法シミュレータの確率モデルに該当する粒子法エミュレータを構築することで、そのような解析が高速に行えることを示した。本研究では地震に起因する津波遡上の応用を検討し、震源地の水位変化によって陸地に遡上した波高がどの程度まで変化するのかを予測した。また、陸地には複数の構造物を配置し、その位置関係が波高にどのような変化をもたらすのかを分析した。
さらに、本研究が実際の津波遡上解析に応用される場合を想定し、陸地のある地点において、どの程度の高さまで避難すれば安全なのかを定量的に示した。300通りの震源地における水位変化に対して、本研究で開発した粒子法エミュレータでは約1.2秒で遡上した波高が解析できることを示した。従来の粒子法シミュレータでは同様の解析に最低でも13時間を費やしたので、計算コスト削減の観点から本研究の有効性を示せた。
ただし、本研究では実際の津波遡上の規模で解析を実施しておらず、それに準ずる小規模な問題で解析するにとどまったため、本研究における今後の課題は実際の規模においても粒子法エミュレータの有効性を示すことである。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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