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次世代コプロセッサの活用によるコミュニティ津波予報システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K12845
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関東北大学

研究代表者

越村 俊一  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (50360847)

研究協力者 撫佐 昭裕  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードシミュレーション / 高性能計算 / 広域被害把握 / 津波予報 / 数値シミュレーション / 格子ボルツマン法 / 自然災害 / シミュレーション工学 / 防災
研究成果の概要

大幅な演算性能向上が期待される次世代コプロセッサを活用して,自治体などコミュニティでの自立的・分散的な運用が可能なリアルタイム津波浸水・被害予測システムを構築することを目的とし,計算モデル,計算資源量や予測内容の量と質,および導入するハードウェアについての仕様を明らかにした.計算モデルについては,非線形長波式の差分法による従来のモデルに加え,近年開発が進められている新しい計算法である格子ボルツマン法を検討し,2011年東北地方太平洋沖地震津波の再現計算とその評価を通じて,次世代の数値計算モデルとしての有効性を実証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の最大の意義は,高精度リアルタイム津波浸水予測を,安価な次世代プロセッサを用いることで実行可能にし,さらに大学等での大規模なスーパーコンピュータと同等以上のパフォーマンスを達成できたことである.これにより,自治体などコミュニティでの自立的・分散的な運用が可能なリアルタイム津波浸水・被害予測システムを構築することが可能になった.さらには,我が国だけでなく,津波リスクの高い諸外国への展開が可能になったことが重要な成果である.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Development and Validation of a Tsunami Numerical Model with the Polygonally Nested Grid System and its MPI-Parallelization for Real-Time Tsunami Inundation Forecast on a Regional Scale2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takuya、Abe Takashi、Koshimura Shunichi、Musa Akihiro、Murashima Yoichi、Kobayashi Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 14 号: 3 ページ: 416-434

    • DOI

      10.20965/jdr.2019.p0416

    • NAID

      130007626686

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2019-03-28
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Real-Time Tsunami Inundation Forecast System Using Vector Supercomputer SX-ACE2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Musa, Takashi Abe, Takuya Inoue, Hiroaki Hokari, Yoichi Murashima, Yoshiyuki Kido, Susumu Date, Shinji Shimojo, Shunichi Koshimura, Hiroaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 13 号: 2 ページ: 234-244

    • DOI

      10.20965/jdr.2018.p0234

    • NAID

      130007494026

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2018-03-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-time tsunami inundation forecast system for tsunami disaster prevention and mitigation2018

    • 著者名/発表者名
      Musa Akihiro、Watanabe Osamu、Matsuoka Hiroshi、Hokari Hiroaki、Inoue Takuya、Murashima Yoichi、Ohta Yusaku、Hino Ryota、Koshimura Shunichi、Kobayashi Hiroaki
    • 雑誌名

      The Journal of Supercomputing

      巻: 74 号: 7 ページ: 3093-3113

    • DOI

      10.1007/s11227-018-2363-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MRT-LBMの弱圧縮を考慮した2D-3Dハイブリッド津波解析手法に関する数値的検討2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤兼太,越村俊一
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_175-I_180

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_175

    • NAID

      130007504052

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A LATTICE BOLTZMANN APPROACH FOR THREE-DIMENSIONAL TSUNAMI SIMULATION BASED ON THE PLIC-VOF METHOD2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Kenta、Koshimura Shunichi
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Proceedings

      巻: 1 号: 36 ページ: 90-90

    • DOI

      10.9753/icce.v36.papers.90

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] PLIC-VOF法を用いた格子ボルツマン法の津波数値解析に向けた基礎検証2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 兼太,越村 俊一
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 73

    • NAID

      130006171950

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外力項に着目した格子ボルツマン法による津波数値計算の高精度化に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 兼太, Bruno ADRIANO, 越村 俊一
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 72

    • NAID

      130005263220

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 多緩和時間モデルを用いた格子ボルツマン法による自由表面流れ解析の高精度化2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 兼太, 越村 俊一
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72

    • NAID

      130005282314

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Tsunami Inundation and Damage Forecasting with High-Performance Computing Infrastructure2018

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Koshimura, Yoichi Murashima, Akihiro Musa, Ryota Hino, Yusaku Ohta, Hiroaki Kobayashi, Masaaki Kachi, Yoshihiko Sato
    • 学会等名
      U.S. National Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Paradigm shift of Japan’s tsunami disaster management for enhancing disaster resilience2018

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Koshimura
    • 学会等名
      12th International Symposium on Disaster Risk Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rest-Time Tsunami Inundation Forecast2018

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Koshimura
    • 学会等名
      Understanding Risk Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Advances of Tsunami Inundation Forecasting and its Future Perspectives2017

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Koshimura, Ryota Hino, Yusaku Ohta, Hiroaki Kobayashi, Yoichi Murashima, Akihiro Musa
    • 学会等名
      Oceans' 17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid tsunami inundation and damage forecasting with precise tsunami source model with GNSS data2017

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Koshimura, Ryota Hino, Yusaku Ohta, Hiroaki Kobayashi, Yoichi Murashima, Akihiro Musa
    • 学会等名
      GNSS Tsunami Early Warning System Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rapid Tsunami Inundation and Damage Estimation with High-Performance Computing and Networking2017

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Koshimura, Yoichi Murashima, Ryota Hino, Yusaku Ohta, Hiroaki Kobayashi, Masaaki Kachi and Yoshihiko Sato
    • 学会等名
      International Tsunami Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 広域災害の把握と評価2016

    • 著者名/発表者名
      越村俊一
    • 学会等名
      土木学会水工学夏期研修会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田県秋田市)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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