2009 Fiscal Year Annual Research Report
地下深部物性値を遠地地震波形から直接抽出する:透過波AVO法の実現
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19540448
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
竹中 博士 Kyushu University, 大学院・理学研究院, 准教授 (30253397)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡元 太郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40270920)
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| Keywords | 地震 / 固体地球物理学 / 地震波 |
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| Research Abstract |
自然地震を用いた地下(地球内部)構造の探査はパッシヴ探査(受動振源探査)と呼ばれる。パッシヴ探査は,精度と分解能の点で人工振源を用いるアクティヴ探査にとても及ぶものではないが,探査深度は桁違いに深い。遠地地震記録の波形を用いて地下の速度不連続面をマッピングし,地震波速度を抽出する新しい手法の実現を図ることが本課題の目的である。本年度は,以下のことを行った。
1) 継続中であった3次元不均質構造の平面波入射応答を計算するための手法の開発を実現
地震波動計算を3次元不均質構造モデルを用いて行うことで高精度のメージングの実現が期待できる。遠地実体波記録のモデリングのためには,3次元不均質構造モデルの平面波入射応答を計算する必要があり,3次元差分法等の数値計算法を用いることになる。しかし,3次元差分法で平面波斜め入射を扱うとき,計算領域の端から強烈な人工反射波が生じるためこれまで実際に使える手法はなかった。そこで,この問題を克服すべく,新しいスキームの開発を行った。この方法は,波動場に2次元のFloquet変換を施して斜め入射平面波の波面を水平にした支配方程式を差分法で解くというものである。入射平面波の波面が水平になると計算領域の側方処理として周期境界条件を課すだけで入射波に直接起因する人工波の発生を回避できる。作成したプログラムは,海や海陸地形も考慮できる。
2) GPGPUによる高速地震波動計算の試み
GPGPU(General Purpose Graphics Processing Unit)は従来型の高性能計算サーバーにくらべてはるかに低価格でありながら極めて高い演算性能を持つデバイスであり,近年様々な分野に応用されている。本研究で我々は3次元差分法による地震波伝播シミュレーションを高速化する試みとして,GPGPU(NVIDIAS1070)用のプログラムを作成し、単-コア(単-GPU)の場合には従来型CPU(Opteron 2.4GHz)よりも40倍程度の高速な演算ができることを確認した。また,並列GPU計算のプログラムも作成した。
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