2019 Fiscal Year Annual Research Report
Estimation of strong ground motion using accurate and efficient mesh-free finite-difference method
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17K06531
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
武川 順一 京都大学, 工学研究科, 助教 (70463304)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三ヶ田 均 京都大学, 工学研究科, 教授 (10239197)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | メッシュフリー法 / 差分法 / 表面波 / 強振動予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メッシュフリー差分法に基づいた地震波伝播シミュレーション手法による強振動を予測する手法に関する研究をおこなった。差分法では地下を有限個の格子に区切って波動場の計算をおこなうが，浅部に低速度領域があるとその領域で格子サイズが決定されてしまう。低速度領域には細かい格子が必要となるため，莫大な数の格子が必要となってしまい，計算コストは非現実的なサイズにまで膨れ上がってしまう。浅部と深部で異なる格子間隔を用いる不連続格子によってある程度この問題は解決されるが，岩塩ドームモデルのような解析対象に対してはあまり効果を発揮しない。一方，メッシュフリー差分法では計算点の自由な配置によってこの問題を回避することができる。すなわち，低速度領域にのみ密に計算点を配置し，高速度領域には疎な計算点を配置する。こうすることで，効率の良い計算が可能となる。これまでは音響波動場に対して適用されてきた本手法を，地震波動場に対して適用した。分散解析や他の数値解析手法による数値解との比較を通し，提案手法による地震波動場計算の精度について詳細に調べた。また，強振動予測で必要となる自由境界条件について，任意形状を有するモデルに対しても精度良く計算がおこなえる手法を新たに提案した。解析解との比較を通し，提案手法が高精度に表面波の伝播を再現できることが確認された。また，現実的なモデル（SEG foothill model）に対して提案手法を適用することで，その汎用性を示すことができた。
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