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2018 年度 実施状況報告書

地盤-都市系の連成地震応答解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14719
研究機関東京大学

研究代表者

藤田 航平  東京大学, 地震研究所, 助教 (00744856)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード有限要素法 / 高性能計算 / 地震応答解析
研究実績の概要

高層ビル・インフラ・地下街などが複雑に入り組む都市においては,地震時に複雑な波動場が生じ,構造物を個々に評価した際には見られない地震応答が発生する可能性がある.このような特性の評価には,地盤-都市系の詳細な3次元連成解析を使うことが合理的である.そこで本研究では,デジタル都市データから地盤と地下・地上構造物群の高詳細3Dモデルを自動構築する手法,及び,地震応答解析の高性能計算手法を開発し,スーパーコンピュータを使った連成地震応答解析を行う.平成30年度においては,地盤と地下・地上構造物群の高詳細3D有限要素モデル構築手法の改良,及び,高速非線形地震応答解析手法を開発した.まず,平成29年度までに開発した高詳細3D有限要素モデル構築手法において,生成されたメッシュの形状修正を行えるように改良した.これにより,応力・ひずみの収束が担保できる大規模メッシュを高速に構築できるようになった.次に,平成29年度までに開発した線形地震応答解析手法を非線形解析に拡張した.これにより,SIMDアーキテキチュアベースのCPUを搭載した計算機において非線形地震応答解析の高速化を達成した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画で平成30年度に行うとしていたメッシュ生成手法,及び,高速地震応答解析手法の開発の目途がついたため.

今後の研究の推進方策

平成30年度までに開発した高詳細3D有限要素モデル構築手法,及び,高速地震応答解析手法を用いて,実際の都市における地盤・構造物の連成解析を行う計画である.

次年度使用額が生じた理由

平成30年度の研究において出力されたデータサイズが想定よりも少なかったため,計画していたファイルサーバの購入を次年度に延期した.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Rapid mantle flow with power-law creep explains deformation after the 2011 Tohoku mega-quake2019

    • 著者名/発表者名
      Ryoichiro Agata, Sylvain D. Barbot, Kohei Fujita, Mamoru Hyodo, Takeshi Iinuma, Ryoko Nakata, Tsuyoshi Ichimura, Takane Hori
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08984-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A point-estimate based method for soil amplification estimation using high resolution model under uncertainty of stratum boundary geometry2018

    • 著者名/発表者名
      Kahori Iiyama, Atsushi Yoshiyuki, Kohei Fujita, Tsuyoshi Ichimura, Hitoshi Morikawa, Muneo Hori
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.11.028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fast Scalable Implicit Solver for Nonlinear Time-Evolution Earthquake City Problem on Low-Ordered Unstructured Finite Elements with Artificial Intelligence and Transprecision Computing2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ichimura, Kohei Fujita, Takuma Yamaguchi, Akira Naruse, Jack C. Wells, Thomas C. Schulthess, Tjerk P. Straatsma, Christopher J. Zimmer, Maxime Martinasso, Kengo Nakajima, Muneo Hori, Lalith Maddegedara
    • 雑誌名

      SC '18 Proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis

      巻: - ページ: -

    • DOI

      http://dl.acm.org/citation.cfm?id=3291656.3291722

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Three-Dimensional Soil-Amplification Analysis Method for Screening for Seismic Damage to Buried Water-Distribution Pipeline Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Fujita, Tsuyoshi Ichimura, Motoki Kazama, Susumu Ohno and Shingo Sato
    • 雑誌名

      Geosciences

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/geosciences8050170

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Octree-Based High-Quality Mesh Generation Method for Biomedical Simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Katsushima, Kohei Fujita, Tsuyoshi Ichimura, Muneo Hori and Lalith Maddegedara
    • 雑誌名

      Computational Science - ICCS 2018. ICCS 2018. Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10861 ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1007/978-3-319-93701-4_27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of scalable three-dimensional elasto-plastic nonlinear wave propagation analysis method for earthquake damage estimation of soft grounds2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yoshiyuki, Kohei Fujita, Tsuyoshi Ichimura, Muneo Hori and Lalith Wijerathne
    • 雑誌名

      Computational Science - ICCS 2018. ICCS 2018. Lecture Notes in Computer Science,

      巻: 10861 ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1007/978-3-319-93701-4_1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelastic Crustal Deformation Computation Method with Reduced Random Memory Accesses for GPU-based Computers2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Yamaguchi, Kohei Fujita, Tsuyoshi Ichimura, Anne Glerum, Ylona van Dinther, Takane Hori, Olaf Schenk, Muneo Hori and Maddegedara Lalith
    • 雑誌名

      Computational Science - ICCS 2018. ICCS 2018. Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10861 ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1007/978-3-319-93701-4_3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Fast Scalable Implicit Solver with Concentrated Computation for Nonlinear Time-evolution Problems on Low-order Unstructured Finite Elements2018

    • 著者名/発表者名
      11.Tsuyoshi Ichimura, Kohei Fujita, Masashi Horikoshi, Larry Meadows, Kengo Nakajima, Takuma Yamaguchi, Kentaro Koyama, Hikaru Inoue, Akira Naruse, Keisuke Katsushima, Muneo Hori, Maddegedara Lalith
    • 雑誌名

      Proceedings of 32nd IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium

      巻: - ページ: -

    • DOI

      DOI: 10.1109/IPDPS.2018.00071

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Using Artificial Intelligence and Transprecision Computing for Accelerating Finite-Element Urban Earthquake Simulation2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ichimura, Kohei Fujita, Takuma Yamaguchi, Akira Naruse, Jack C. Wells, Thomas C. Schulthess, Tjerk P. Straatsma, Christopher J. Zimmer, Maxime Martinasso, Kengo Nakajima, Muneo Hori, Lalith Maddegedara
    • 学会等名
      The 1st R-CCS International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Accelerating Low-Order Unstructured Finite Element Earthquake Simulation by Time-Parallel Computation on Recent HPC Architectures2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Fujita, Tsuyoshi Ichimura, Takuma Yamaguchi, Muneo Hori, Lalith Maddegedara
    • 学会等名
      Platform for Advanced Scientific Computing (PASC) Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 地下構造物の高詳細三次元地震応答解析のための,メッシュ生成手法及び高性能有限要素法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤田航平・勝島啓介・市村強・堀越将司・中島研吾・堀宗朗・マッデゲダララリス
    • 学会等名
      第15回 日本地震工学シンポジウム
  • [学会発表] 大規模液状化解析のための超並列高速ソルバー開発に関する基礎研究2018

    • 著者名/発表者名
      日下部亮太・市村強・藤田航平・堀宗朗・Lalith Wijerathne
    • 学会等名
      第15回 日本地震工学シンポジウム
  • [学会発表] GPUによる3次元有限要素解析の高速化と構造最適化問題への適用2018

    • 著者名/発表者名
      山口拓真・藤田航平・市村強・堀宗朗・ラリスウィジャラトネ
    • 学会等名
      第15回 日本地震工学シンポジウム

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公開日: 2019-12-27  

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