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極低頻度巨大地震に対する重要構造物の地震応答解析手法高度化のための基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J08867
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関東京大学

研究代表者

縣 亮一郎  東京大学, 地震研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード高詳細地殻変動解析 / 断層すべり逆解析 / 大規模有限要素解析 / 地震サイクルシミュレーション / 津波解析 / 高詳細有限要素モデル / 地殻変動解析 / ハイパフォーマンスコンピューティング
研究実績の概要

本年度は,申請書に記載のうち「断層状態推定の高度化」の内容として「高詳細な地殻変動解析手法を用いたアセノスフェア粘性率・断層変位同時推定手法の開発」を行った.海溝型巨大地震震源域の現在の固着状態等の情報を得るため,日々の地殻変動観測データを用いて,逆解析的に断層面上での変位を長期に渡りモニタリングすることが重要と考えられる.一方,解析の際に地中粘性率という物性値の設定が難しいことが知られている.高詳細な地殻変動解析と地殻変動観測データを用いた,断層変位と地中粘性率の同時推定により,より適切な粘性率の設定が可能であると期待されるため,そのような推定手法の開発に取り組んでいる.本年度は特に,適用例として取り組む東北地方太平洋沖地震を模した双子実験の問題設定をより現実的なものとし,観測点位置や地殻構造モデルの異なる様々なケースを調べ,計算性能についても詳細に検討した.次に,物理シミュレーションに基づいた適切な震源断層シナリオを提示するための手法として期待される「地震サイクルシミュレーション」の内容として,前年度までに開発してきた地殻変動の高速な粘弾性有限要素計算手法を地震サイクルシミュレーションに適用するための手法開発を行った.地震サイクルシミュレーションでは,断層面上でのすべり速度に対するせん断応力の時間微分値の計算が必要となる.すべりに対する応答の解析的表現を用いた応力計算が多用されてきたが,本研究では,地殻構造の三次元不均質性や粘弾性などの複雑な構成則を考慮するために,必要な応力を有限要素計算する手法を開発し,京コンピュータ上で実装した.規範的な問題設定にたいして地震サイクルシミュレーションを行ったところ,既往研究と整合する結果を得た.この手法を,実領域の地殻構造モデルに対して適用すれば,物理シミュレーションに基づいた震源断層シナリオの提示へ向けた大きな一歩となる.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Earth Observatory of Singapore(Singapore)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      山口 拓真・縣 亮一郎・市村 強・堀 宗朗・LALITH Wijerathne
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 印刷中

    • NAID

      130006088690

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust and portable capacity computing method for many finite element analyses of a high-fidelity crustal structure model aimed for coseismic slip estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Ryoichiro Agata, Tsuyoshi Ichimura, Kazuro Hirahara, Mamoru Hyodo, Takane Hori, Muneo Hori
    • 雑誌名

      Computers & Geosciences

      巻: 94 ページ: 121-130

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An elastic/viscoelastic finite element analysis method for crustal deformation using a 3-D island-scale high-fidelity model2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ichimura, Ryoichiro Agata, Takane Hori, Kazuro Hirahara, Chihiro Hashimoto, Muneo Hori, Yukitoshi Fukahata
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 206 ページ: 114-129

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Verification Criteria for Coseismic and Postseismic Crustal Deformation Analysis with Large-scale High-fidelity Model2015

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, K. Hirahara, M. Hyodo, T. Hori, C. Hashimoto, M. Hori
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 51 ページ: 1534-1544

    • DOI

      10.1016/j.procs.2015.05.344

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical verification criteria for coseismic and postseismic crustal deformation analysis with large-scale high-fidelity model2015

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, K. Hirahara, M. Hyodo, T. Hori, M. Hori
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Several Hundred Finite Element Analyses of an Inversion of Earthquake Fault Slip Distribution using a High-fidelity Model of the Crustal Structure2014

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, K. Hirahara, M. Hyodo, T. Hori, M. Hori
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 29 ページ: 877-887

    • DOI

      10.1016/j.procs.2014.05.079

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Quasi-static earthquake cycle simulation based on large-scale viscoelastic finite element analyses2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoichiro Agata, Tsuyoshi Ichimura, Mamoru Hyodo, Sylvain Barbot and Takane Hori
    • 学会等名
      JPGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2017-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Adjoint-based Simultaneous Estimation Method of Fault Slip and Asthenosphere Viscosity Using Large-Scale Finite Element Simulation of Viscoelastic Deformation2016

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, T. Hori, K. Hirahara, C. Hashimoto, M. Hori
    • 学会等名
      American Geophysics Union Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, the U.S.
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 粘弾性変形の大規模有限要素解析を用いた地殻構造最適化手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,堀高峰,平原和朗,橋本千尋,堀宗朗
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous estimation method of viscosity and dislocation in a viscoelastic material using high-fidelity model aimed for application to subduction zone earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, T. Hori, K. Hirahara, C. Hashimoto, M. Hori
    • 学会等名
      12th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高詳細な地殻変動解析手法を用いた断層変位量・アセノスフェア粘性率同時推定手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,堀高峰,平原和朗,橋本千尋,堀宗朗
    • 学会等名
      土木学会応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous Inverse Analysis Method of Fault Slip and Asthenosphere Viscosity Using Large Scale Finite Element Simulation of Postseismic Deformation2015

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, T. Hori, K. Hirahara, C. Hashimoto, M. Hori
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 余効変動の高詳細有限要素シミュレーションを用いたアセノスフェア粘性率・断層すべり同時推定手法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,堀高峰,平原和朗,橋本千尋,堀宗朗
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高詳細な地殻変動シミュレーションに基づいた津波波高推定のための基礎的研究2015

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,平原和朗,兵藤守,中野優,堀高峰,堀宗朗
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高詳細な地殻変動解析手法を用いたアセノスフェア粘性率推定手法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,堀高峰,平原和朗,橋本千尋,堀宗朗
    • 学会等名
      土木学会応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 地殻構造の高詳細な有限要素モデルを用いた震源断層すべりによる海底面鉛直変位推定手法について2014

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,平原和朗,兵藤守,堀高峰,堀宗朗
    • 学会等名
      日本地震工学シンポジウム
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高詳細モデルを用いた余効変動の大規模粘弾性有限要素シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,平原和朗,兵藤守,堀高峰,橋本千尋,堀宗朗
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ : 新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 津波波源推定高度化を目指した高詳細地殻変動解析に関する基礎的研究2014

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,平原和朗,兵藤守,中野優,堀高峰,堀宗朗
    • 学会等名
      地震工学研究発表会
    • 発表場所
      まちなかキャンパス長岡(新潟県長岡市)
    • 年月日
      2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 地殻構造の高詳細有限要素モデルの導入が津波解析にもたらす影響の考察2014

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,平原和朗,兵藤守,堀高峰,堀宗朗
    • 学会等名
      土木学会第69回年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale finite element simulation of coseismic and postseismic crustal deformation using a high-fidelity model2014

    • 著者名/発表者名
      R. Agata, T. Ichimura, K. Hirahara, M. Hyodo, T. Hori, M. Hori
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society
    • 発表場所
      ロイトン札幌ホテル(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高詳細モデルを用いた地震時・地震後地殻変動の大規模有限要素シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      縣亮一郎,市村強,平原和朗,兵藤守,堀高峰,堀宗朗
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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