2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of crust imaging enhanced by hetero-computing for reducing earthquake disaster
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18H05239
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
市村 強 東京大学, 地震研究所, 教授 (20333833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 高峰 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), センター長 (00359176)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 地殻イメージング / 大規模有限要素法 / ヘテロコンピューティング / 最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，最先端の計算科学と計測の融合により震災軽減のための地殻イメージング（地殻構造最適化と震源状態推定）の高度化を目指す．地震・地殻変動観測の高度化（海溝型巨大地震震源域直上の海域での観測等）に伴い，より高分解能・高精度な地殻構造の最適化・震源状態推定の可能性が高まりつつあるが，そのためにはより高分解能・高精度な解析手法が必要とされる．大規模有限要素法はこのような地殻応答解析に適しているものの，大規模有限要素モデル構築及びこれを用いた地殻応答解析の解析コストは膨大であり，最適な地殻構造推定・地殻応答解析を行うことは容易ではない．本研究では，大規模有限要素法モデルの高速自動構築手法・これを用いた高速応答解析手法・これらを用いた地殻構造最適化をヘテロコンピューティング的アプローチにより実現することを目指す．また，開発した手法と実観測データを用いて，実地殻構造での震源状態推定を試みる．本年度は，市村グループは開発中の波動場解析手法と高速有限要素法モデル構築を組み合わせ，構造最適化のための解析アルゴリズム構築を小規模問題を対象として行い，有効性を確認した．また，震源状態推定のための地殻変動解析用アルゴリズム開発を開始した．堀グループは，最適化前の３次元不均質地殻構造モデル及び実観測データを用いたすべりの時空間変化推定のひな型の構築を引き続き行うとともに，実観測データへの適用に着手した．また，構造最適化の解析アルゴリズム適用のための準備に着手した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本課題では，最先端の計算科学・計算機科学を創成・活用しつつ，「超大規模・超高速有限要素モデル構築・解析手法の開発」及び「地殻構造等改良のための最適化手法の開発」を行い，最先端の計測データ・最新の固体地球科学の知見を踏まえつつ，「地殻イメージング手法の開発」を行っている．上記を実現するためには，解析能力をどの程度向上できるかがカギとなるが，計算科学・計算機科学的な検討により，当初想定以上の効率でCPU/GPU内の演算機構を用いる手法の開発に成功している．そのため当初想定以上の解析能力向上を実現しており，これにけん引される形で上記の各課題について，当初の計画を越える進展がみられている．
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に研究通りに進展していることから，研究計画・方法の変更はなく，予定通り進めていくことを考えている．
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