2022 Fiscal Year Research-status Report
Mathematical Understanding of physics of turbulence, self-precipitation, and averaged flow in porous media
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20K03771
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
鈴木 岳人 青山学院大学, 理工学部, 助教 (10451874)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 熱 / 流体圧 / 空隙率 / 地震周期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの一連の研究で多孔質媒質中の乱流（Suzuki, 2021）及び時間をかけて空隙が塞がっていく効果（昨年度報告）が地震滑りに与える影響というものが解析的に理解された。本年度は両者を組み合わせた取り扱いを行った。ブロックにバネを付けて引っ張り荷重を加える、という簡単なBurridge-Knopoffモデルにおいて、ブロックと基盤との接触領域に熱・流体・空隙相互作用を導入したのである。ここで、昨年度の報告の中では、ゆっくり地震（地震波をほとんど生じない、非常にゆっくりと滑る地震）と高速地震（我々が通常感じる地震）間の遷移が一次相転移的に理解されると示したことが重要である。しかしそこでは、地震を繰り返すのではなく様々な初期値から一回だけ地震を起こすという仮定、そして弾性定数が空隙率に依存せず一定であるという仮定を導入していた。実際には地震は繰り返し発生するものである上、その繰り返しによって空隙率は増加と減少を繰り返すので、これらの仮定が現実の地震を記述するのに妥当であるか自明ではない。そこで本年度は数値的に地震を繰り返し発生させ、弾性定数の空隙率依存性も取り入れてその妥当性を検証した。結果として、空隙率の変化が大きい時には解析的予測とのわずかな違いも現れたものの、これまで導入してきた仮定は概ね正しく、解析的な取り扱いが有効であることが明らかになった。昨年度見出したゆっくり・高速遷移を支配する関数の重要性が改めて示された形である。
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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
これまでの解析的取り扱いの妥当性を確認するための数値モデルが作成できたからである。上で述べた弾性定数の空隙率依存性の他、流体の流れも取り入れられるようになったことは意義が大きい。流れに関しては初年度に取り扱っており、３年間の計画のまとめに向けて十分な成果が得られたことになるのである。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね順調であるので、特に大きな変更は必要ないと考えている。強いて言えば、現段階では種々のパラメータに対する滑りの振る舞いの依存性を個別に調べており、例えばそれらのパラメータから何らかの無次元数を導いて簡単に理解するということを目指したい。
オンサイトでの学会というものが再開されてきたことも重要である。オンライン発表以上に自らの成果のアピールに努めていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
やはり国内・海外出張がほぼなくなってしまった点が大きい。アピールする機会が更に必要であった。
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