2020 Fiscal Year Research-status Report
Reproducing dynamic earthquake rupture processes by large scale simulations
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19K04031
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安藤 亮輔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10455256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊田 明弘 東京大学, 情報基盤センター, 特任准教授 (80742121)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | シミュレーション / 並列計算 / H行列 / 地震 / 動的破壊 / 地震シーケンス / 高速領域分割法 / FDP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速領域分割法（FDPM）に基づく動的破壊伝播シミュレーションを用いた物理モデルの高度化として，2016年カイコウラ地震（ニュージーランド）地震について，破壊過程の複雑性を理解することを目的として，初期条件への鋭敏性を検討するためのパラメタスタディを行った．また，準動的地震シーケンスシミュレーションコードに，高効率なH行列法の汎用ライブラリであるHACApKを実装した．さらに本手法を用いて断層形状の複雑性を考慮したモデルにより余震の発生過程をシミュレートすることに初めて成功し，国際誌で発表した(Ozawa and Ando, 2020, JGR)．この成果は，本震と余震との大きな時空間スケールの違いと余震の数の多さの数値的な取り扱いの困難さを，大規模並列計算と高効率なHACApKの実装により乗り越えたことにより達成されたものである．また本コードの計算結果は，南カリフォルニア地震センターの実施する国際的なコード評価プログラムに投稿し精度検証された．
さらにH行列法をこれまでの静的問題から動的問題への適用を可能とするFDP=H行列のアルゴリズム開発を行い，3次元動弾性問題に対するグリーン関数の近似精度と計算・資源効率化の関係を系統的に調べた．その結果，本手法がこれまで確認されていた2次元動弾性問題のみならず3次元動弾性問題にも有効であることを示す結果を得た．また，この成果をベースとして，3次元動弾性波動問題を計算するアルゴリズムとHACApKの拡張部分を設計し，実装に着手した．
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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
本研究においては，これまでに開発したFDPMを用いた動的破壊シミュレーションおよび準動的地震シーケンスシミュレーションによる地震現象の物理モデリングと，シミュレーションコードの改良を行うともに， FDPとH行列を組み合わせた新たな高効率手法の3次元動的破壊シミュレーションへの実装を目指している．これまでのところ，どの項目においても概ね予定通りの進捗が得られている．また取りまとめの完了したものから，国際誌で発表している．
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| Strategy for Future Research Activity |
実地震現象への適用は，これまで通り系統的に行っていく．また，今年度に大きな進捗の得られた準動的地震シーケンスシミュレーションとFDP=H行列法の開発については新たな展開を行い，それぞれ地震繰り返し統計の解明，3次元波動伝播問題への実装を行っていく．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により予定していた国際学会への参加が実現しなかった．現地開催による国際学会が再開されしだい，学会発表を行い成果を取りまとめる．
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