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2017 年度 実績報告書

固体地球科学に資する次世代型データ同化法の創出

研究課題

研究課題/領域番号 26280006
研究機関東京大学

研究代表者

長尾 大道  東京大学, 地震研究所, 准教授 (80435833)

研究分担者 宮崎 真一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (00334285)
堀 高峰  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, グループリーダー (00359176)
中野 慎也  統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (40378576)
中村 和幸  明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (40462171)
庄 建倉  統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (70465920)
福田 淳一  東京大学, 地震研究所, 助教 (70569714)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードデータ同化 / 固体地球科学 / 逐次ベイズフィルタ / スパースモデリング / データ駆動型モデリング / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / レプリカ交換モンテカルロ法 / 地震
研究実績の概要

本研究課題では、主に気象学と海洋学で発展を遂げてきた、数値シミュレーションと観測データを融合するための計算技術であるデータ同化を、固体地球科学に資する次世代型データ同化手法へと昇華されることを最大の目的とした。当初の研究期間であった平成26~28年度の3年間で、(1)従来の時間領域におけるモデリングだけでなく、周波数領域におけるモデリングを可能にする手法を開発すること、および(2)従来のシミュレーション駆動型の演繹的モデリングだけでなく、データ駆動型の帰納的モデリングによって、所与のシミュレーションモデルでは記述できない情報を抽出可能にする手法を開発すること、(3)この両者の手法を統合すること、という所期の3つの課題を達成した。また、国内および海外における多数の学会発表や、国際誌での論文発表を実施してきた。
これらの成果をまとめ、教科書として出版する予定であったが、諸般の事情により、研究期間を1年延長して実施することとなった。平成29年度は、予定通り、教科書の執筆を実施し、現在、出版社ならびに共同執筆者と共に、原稿の最終確認を行っているところである。また、平成29年度も引き続き、日本地球惑星科学関連学会連合大会を始めとする学会において、本研究課題に関連するセッションを開催し、成果発表を実施した。さらに、本研究課題で開発したデータ同化プログラムをライブラリとしてまとめており、現在、共同研究者に試用してもらっているところである。動作検証と改定を重ねた上で、最終的に公開する予定である。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Data assimilation for phase-field models based on the ensemble Kalman filter2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, A. Yamanaka, S. Ito, and H. Nagao
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 141 ページ: 141-152

    • DOI

      10.1016/j.commatsci.2017.09.025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 不確実性評価が可能な新しい4次元変分法2017

    • 著者名/発表者名
      長尾 大道, 伊藤 伸一
    • 雑誌名

      地盤工学会誌

      巻: 65 ページ: 2-5

  • [学会発表] 4次元変分法データ同化のための不確実性評価法2018

    • 著者名/発表者名
      長尾 大道,伊藤 伸一
    • 学会等名
      第12回 日本統計学会春季集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Data assimilation for massive autonomous systems based on a second-order adjoint method2017

    • 著者名/発表者名
      H. Nagao and S. Ito
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Joint Workshop on Inverse Problems in Kanazawa 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Data assimilation for massive autonomous systems based on a second-order adjoint method2017

    • 著者名/発表者名
      H. Nagao and S. Ito
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society, Annual Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameter estimation for two-dimensional phase-field simulation using ensemble Kalman filter2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, A. Yamanaka, S. Ito, and H. Nagao
    • 学会等名
      4th World Congress on Integrated Computational Materials Engineering (ICME 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Uncertainty quantification for massive autonomous systems based on a second-order adjoint method2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ito, H. Nagao, and M. Kano
    • 学会等名
      European Geosciences Union, General Assembly 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] フェーズフィールド法への4次元変分法データ同化の展開2017

    • 著者名/発表者名
      長尾 大道
    • 学会等名
      第9回 自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] フェーズフィールドモデルに基づく4次元変分法データ同化2017

    • 著者名/発表者名
      長尾 大道, 伊藤 伸一
    • 学会等名
      日本機械学会 第30回計算力学講演会
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学地震研究所 長尾大道研究室

    • URL

      http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/nagaoh/

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公開日: 2018-12-17  

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