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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Enhancement of Earthquake and Tsunami Analysis with Hetero-computing and High-fidelity Model

Research Project

Project/Area Number 26249066
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

市村 強  東京大学, 地震研究所, 准教授 (20333833)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsヘテロコンピューティング / 地震・津波 / 超高詳細モデル / 解析手法
Outline of Annual Research Achievements

地震外力生成過程・津波外力生成過程を,最新の観測事実を反映した超高詳細モデルで解析可能な手法の開発を目的としている.この開発により,最新の観測事実をより反映した合理的な地震・津波外力想定が可能となると期待される.しかし,超高詳細モデルを用いた解析コストは莫大であり,従来のアプローチでは解析が難しいため,簡単化されたモデルを用いて,地震・津波外力想定が行われている.この解析コストを軽減することで,超高詳細モデルを用いた超多数回解析を可能とするコア技術の開発を行っている.
本年度は,超高詳細モデルを用いた地殻変動解析とこれを用いた津波解析を行い,従来のアプローチと比較することで,超高詳細モデルを用いた本手法の有効性を示した.超高詳細モデルを用いた地殻変動解析は,断層すべりが深部に留まる場合には従来の地殻変動解析との差は小さいが,昨今の観測結果から推察されるトレンチ近傍の浅部まで断層すべりが到達する場合には従来の地殻変動解析との差が大きくなる可能性が示された.地殻変動解析結果が異なれば,津波解析結果にも大きな差が生じうる可能性がある.従来は深部に留まる断層すべりを重点的に想定してきたが,浅部への断層すべり到達も考えた想定を今後行う場合には,本手法の有効性が際立つと考えられる.一方で,このような超高詳細モデルを用いた解析の信頼性を向上させるためには,地殻構造の物性や幾何形状の曖昧さを考慮することが重要となる.そのため,超高詳細モデルを用いた解析を行う上でボトルネックとなる解析コストの低減を図るため,開発を続けてきたヘテロコンピューティング用の高速反復ソルバーの高速化を行った.この高速化により,地殻構造の物性や幾何形状の曖昧さを超多数回解析によるモンテカルロシミュレーションにより陽に考慮した解析を行うことが可能となり,その解析結果を整理することでその有効性を示した.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Implicit Low-Order Unstructured Finite-Element Multiple Simulation Enhanced by Dense Computation Using OpenACC2018

    • Author(s)
      Yamaguchi Takuma、Fujita Kohei、Ichimura Tsuyoshi、Hori Muneo、Lalith Maddegedara、Nakajima Kengo
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 10732 Pages: 42~59

    • DOI

      10.1007/978-3-319-74896-2_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An adjoint-based simultaneous estimation method of the asthenosphere's viscosity and afterslip using a fast and scalable finite-element adjoint solver2017

    • Author(s)
      Agata Ryoichiro、Ichimura Tsuyoshi、Hori Takane、Hirahara Kazuro、Hashimoto Chihiro、Hori Muneo
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 213 Pages: 461~474

    • DOI

      10.1093/gji/ggx561

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tsunami Analysis Method with High-Fidelity Crustal Structure and Geometry Model2017

    • Author(s)
      Tsuyoshi Ichimura, Ryoichiro Agata, Takane Hori, Kenji Satake, Kazuto Ando, Toshitaka Baba, Mueno Hori
    • Journal Title

      Journal of Earthquake and Tsunami

      Volume: 11 Pages: 1750018

    • DOI

      10.1142/S179343111750018X

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fast crustal deformation computing method for multiple computations accelerated by a graphics processing unit cluster2017

    • Author(s)
      Yamaguchi Takuma、Ichimura Tsuyoshi、Yagi Yuji、Agata Ryoichiro、Hori Takane、Hori Muneo
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 210 Pages: 787~800

    • DOI

      10.1093/gji/ggx203

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast Finite Element Analysis Method Using Multiple GPUs for Crustal Deformation and its Application to Stochastic Inversion Analysis with Geometry Uncertainty2017

    • Author(s)
      Yamaguchi Takuma、Fujita Kohei、Ichimura Tsuyoshi、Hori Takane、Hori Muneo、Wijerathne Lalith
    • Journal Title

      Procedia Computer Science

      Volume: 108 Pages: 765~775

    • DOI

      10.1016/j.procs.2017.05.223

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPUクラスタを用いたモンテカルロ地殻変動想定手法の開発2017

    • Author(s)
      山口 拓真、縣 亮一郎、市村 強、堀 宗朗
    • Journal Title

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      Volume: 73 Pages: I_310~I_320

    • DOI

      10.2208/jscejseee.73.I_310

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2018-12-17  

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