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メタンハイドレートを含む海底地層に対する波動解析手法の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K18137
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

古川 陽  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (60724614)

研究協力者 廣瀬 壮一  
斎藤 隆泰  
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)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードメタンハイドレート / 凍結した多孔質体 / 波動解析 / 境界要素法 / アンセンテッドカルマンフィルタ / 形状推定 / 面外波動 / 散乱解析 / 演算子積分法 / Hマトリクス法 / Frozen porous media / 波動 / カルマンフィルタ
研究成果の概要

本研究は,メタンハイドレートを含む海底地層の波動解析手法の開発とメタンハイドレート濃縮帯の形状推定のための逆解析手法の開発を行なった.本研究では,メタンハイドレートを含む海底地層のモデル化には凍結した多孔質体(frozen porous media)を用い,海底地層に含まれるハイドレートの体積割合を明確に表現した上で解析を行った.波動解析手法には境界要素法を採用し,周波数領域と時間領域の境界要素法の開発を行なった.また,メタンハイドレート濃縮帯の形状推定においては,アンセンテッドカルマンフィルタを用いた推定手法の開発を行なった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,凍結した多孔質体の波動問題に対する順解析手法および逆解析手法の開発を行なっているが,この力学モデルに対する波動解析の研究例は世界的にも珍しく,学術的意義を有していると考えられる.さらに,凍結した多孔質体を用いることによりハイドレート堆積物の体積割合を明確に表現した上で解析を実現することができる点も,今後の探査技術の発展に貢献できる可能性を有している.

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

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] アンセンテッドカルマンフィルタを用いた海底地層内部のハイドレート濃縮帯の形状推定2018

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 18 ページ: 63-68

    • NAID

      40021749311

    • 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] 周波数領域境界要素法とACAによる凍結した多孔質体内部の介在物による波動散乱解析2017

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 17 ページ: 83-88

    • NAID

      120006705475

    • 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] 凍結した多孔質体の面外波動解析のための演算子積分時間領域境界要素法2017

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 73 号: 2 ページ: I_343-I_354

    • DOI

      10.2208/jscejam.73.I_343

    • NAID

      130006329832

    • ISSN
      2185-4661
    • 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
  • [学会発表] A boundary element method for antiplane wave analysis of frozen porous media2018

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, A., Saitoh, T., Hirose, S.
    • 学会等名
      IABEM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of antiplane wave scattering by a hydrate inclusion using a BEM2018

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, A., Saitoh, T., Hirose, S.
    • 学会等名
      WCCM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A frequency-domain boundary element method using Sinc approximation for SH wave scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, A., Iba, R., Saitoh, T., Hirose, S.
    • 学会等名
      ICCM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイドレート堆積物の探査に向けた面外波動の伝播・散乱特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 学会等名
      第21回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DE-Sinc数値計算法を用いた境界要素法の2次元Helmholtz方程式への適用2018

    • 著者名/発表者名
      射場崚輔, 古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 学会等名
      土木学会平成30年度全国大会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 凍結した多孔質体の面外波動解析のための演算子積分時間領域境界要素法2017

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 学会等名
      第20回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] BEM for 3-D wave scattering in general anisotropic uid- saturated porous media2016

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, A., Saitoh, T., Hirose, S.
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Palais des congres, Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異方性飽和多孔質弾性体と等方弾性体の動的連成解析のための周波数領域境界要素法2016

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 境界要素法を用いた等方弾性体と異方性飽和多孔質弾性体の動的連成解析2016

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • 学会等名
      第19回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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