疎結合分散コンピューターシステムを用いた貯留層解析

• Project/Area Number: 14750733
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 資源開発工学
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 田中 俊昭 九州大学, 工学研究院, 助手 (90294892)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 分散処理 / 地熱貯留層 / トレーサー / 逆解析 / 分散遺伝的アルゴリズム / CG / 坑井内二相流動 / 格子ポルツマン法

Research Abstract

安価に入手可能な複数台のパソコンを、100Mbpsあるいは1GbpsのLANで接続して、並列処理環境を構築し、それぞれのハードウェアの性能評価を実施した。様々なテスト環境を構築するためにOSとしてLinuxとWindowsを採用してデュアルブート環境を構築し、、起動時に選択可能とした。特にWindows環境では独自のリモートシェル環境を新しく開発し、全てのパソコンを相互にリモートで利用可能とした。そうすることで、システム全体の構築コストを低減できた。
既に開発済みのハイブリッド遺伝的アルゴリズムを用いたトレーサー解析手法を分散環境に適用するために、分散遺伝的アルゴリズムを用いたトレーサー試験の解析プログラムを開発し、地熱地域で実施されるトレーサー試験におけるトレーサー濃度曲線の応答解析を実施した。
複数流路モデルを仮定して逆解析を行った結果、最適流路数(最適な解析モデル)の自動推定を行うことができ、より客観的な結果を得ることができるようになった。
また、地熱地域全体の坑井配置を可視化し、トレーサー試験時のトレーサーの流動状況を3次元的に可視化するソフトウェアの開発を行い、従来生産井で観測される濃度変化のみを対象に実施されていた解析を、3次元的なアニメーション表示によりトレーサーの流動状況が可視化できるようになり、地熱地域全体の各坑井間のつながりの状況が容易に把握できるようになった。
さらに、片対数プロットを利用した新しい解析手法を提案し、従来分離が困難であった重なりが大きな濃度曲線の分離手法の指針を得ることができた。加えてトレーサーの最適サンプリング間隔やサンプリング終了時間の予測が可能になった。
以上の研究成果により、構築した分散環境を利用することで、短期間に膨大な計算が可能となり、大型計算機などを利用する場合と比較して、計算コストの削減や実用性の高さが確認できた。