2019 Fiscal Year Annual Research Report
沖合津波観測による津波即時予測技術の共進化を可能にする標準評価法の創出
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19H02409
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
馬場 俊孝 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90359191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高川 智博 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (30451785)
齊藤 竜彦 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 主任研究員 (30550933)
近貞 直孝 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 主任研究員 (90318197)
前田 拓人 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90435579)
大石 裕介 株式会社富士通研究所, その他部局等, 研究員(移行) (90816240)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 津波 / 即時予測 / 海底水圧観測 / 動圧効果 / ３次元シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
震源域直上で津波観測を行う場合，津波記録に地震動がノイズとして混入する．地震動と津波が混在する波動場を理論的に計算する手法を開発した．将来，発生が予期されている南海トラフの巨大地震を対象として，震源直上に位置する観測点で地震動がノイズとして現れる津波記録を理論的に合成した．この理論的研究と，地震動・津波それぞれの数値シミュレーション技術ならびにソフトウェアの進歩を統合的に活用し，計算量が従来より数桁小さく，かつ現実的な地震・津波・地殻変動ならびに海中音波による圧力変動を表現する方法を検討した．この検討に基づき，本課題実施者によりこれまで開発されてきた3次元地震動シミュレーションと津波シミュレーションコードを活用して実装した．実装した方法は地震動シミュレーションコードの出力と津波シミュレーションコードの入力の間を橋渡しする役目を果たす．比較的単純な構造下で，既存の計算量は多いもののより厳密な方法と新たに提案した手法とを比較し，本研究による手法が十分正確かつ実用的であることを確認した．
また，津波の伝播は一般的には2次元の長波方程式や分散波方程式等で予測されているが，実際には津波の伝播において流体は3次元的な動きをしており，特に短波長の津波の伝播においては3次元でのモデル化が必要と言える．本研究では，3次元流体計算で広く用いられているオープンソースソフトウェアであるOpenFOAMを津波伝播に適用するためのモデル開発を行った．特に，広域の自由表面を解析するために必要なソルバーの選定や解析域外側の開境界の扱いについて検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
津波伝搬時の海底水圧変動について，地震・津波・地殻変動ならびに海中音波による圧力変動を表現する方法を検討し，これらを本課題実施者によりこれまで開発されてきた3次元地震動シミュレーションと津波シミュレーションコードを活用して試験的に実装できた．申請時の計画に沿った内容であり，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
即時予測の高度化に向けて震源域直上での観測態勢が実現されたことで，津波伝播過程だけでなく津波発生場の理解の重要性が明らかとなった．津波発生場の理解を深めるために，弾性体力学と流体力学を基礎とした津波発生場の理論構築に取り組む．また，開発した３次元津波モデルによる予測精度を様々なシンプルなケースで検証するとともに，実地形に適用し，従来の２次元モデルと比較することで，本研究テーマが目標とするよりリアルな津波の再現への活用に向けた有効性の評価を行う．
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