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詳細GeoWAVE：大規模３次元地下構造地震波伝播解析ソフトウエア

GeoWAVEに関する論文・記事

GeoWAVEに関する論文発表情報・プレスリリースなどを紹介します。

　
　

2012年12月11日

ボクセル有限要素法を用いて2011年東北地方太平洋沖地震による地震動伝播シミュレーションを行った．シミュレーションには，震源となった太平洋日本海溝付近から東日本全域を含む広大な地域を対象に作成した3次元地下構造モデルを用いた．シミュレーションの結果，震源の東側で発生した振幅の大きな地震波は太平洋沖に向って伝播するため，この地震波による日本列島への影響は見られない．一方，震源から南西に向って進む地震波は，振幅が比較的小さいものの，福島県沖で発生した地震波と干渉しながら増幅し，指向性を持って関東地方に伝播する．この地震波は関東地方の深い堆積層の影響を受け継続時間の長い地震動になるものと考えられる．

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学会名 　：　 土木学会　土木学会論文集A1（構造・地震工学）特集号
タイトル 　：　 2011年東北地方太平洋沖地震を対象とした広域地震動伝播シミュレーション
投稿者 　：　 伊藤忠テクノソリューションズ株式会社　河路薫
伊藤忠テクノソリューションズ株式会社　秋山伸一
　

　
　

2010年11月19日

2008 年四川地震の際には、震源域から1,500km 以上離れている北京、上海、台北などの平野部において、高層ビル内で周期が数秒～十数秒を超える長周期地震動が観測、体感された。このことは、近傍に断層やプレート境界が位置していない大都市においても、遠方から到来する長周期地震動が高層建物の耐震安全性や居住者心理に影響を及ぼすことを示している。そこで、本研究では2008 年四川地震の広域を対象とした地震動伝播シミュレーションを行った。その結果、北京や台湾などにおいて観測された長周期地震動を良く再現することが出来た。

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学会名 　：　 第13回日本地震工学シンポジウム
タイトル 　：　 広域を対象とした2008年四川地震の地震動伝播シミュレーション
投稿者 　：　 黒瀬 健・河路 薫・藤原 了・秋山 伸一（CTC）、山中浩明（東京工業大学大学院）
　

　
　

2005年11月18日

沖合いで発生した浅い地震がゆっくりとした揺れ（長周期地震動）を発達させ、巨大構造物や石油タンクに大きな被害をもたらす可能性が指摘されている。本発表では，最近の日本列島沖合いで発生した2つの地震「2003 十勝沖地震」、「2004 紀伊半島南東沖地震」をシミュレーションし、その発達過程の特徴を明らかにする。

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学会名 　：　 日本地震学会2005年秋季大会
タイトル 　：　 海溝型地震における長周期地震動（2）：伝播経路における発達過程
投稿者 　：　 池上泰史（東大地震研、CRC）、纐纈一起（東大地震研）、三宅弘恵（東大地震研）
　

　
　

2005年9月29日

東京などの大都市圏における地震災害の軽減を目的に，巨大地震を対象とした強震動シミュレータを開発した。現在，広域地盤の地震波伝播解析には大規模計算が容易な差分法が普及しているが，本研究ではボクセル型有限要素を用いることで有限要素法に大幅な計算の効率化を図り，より現実的なモデルを用いたシミュレーションを可能にした。ここでは，1923年関東地震を対象に，地下構造のモデル化と強震動シミュレーションについて述べる。

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学会名 　：　 土木学会第60回年次学術講演会
タイトル 　：　 関東地方の地下構造のモデル化と強震動シミュレーション
投稿者 　：　 秋山伸一（CRC）、池上泰史（CRC）、アフニマル（東大地震研）、纐纈一起（東大地震研）
　

　
　

2005年9月8日

開発した強震動シミュレータは，ボクセル型有限要素法と統計的Green関数法との組合せによる広帯域地震動作成、地形分類図から求めた表層地盤増幅率データを用いた現実的な地表面地震動の算出まで一貫して行える。本論文では1923年関東地震のシミュレーションを通して本シミュレータの有用性を示す。

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学会名 　：　 地震工学研究発表会、土木学会地震工学論文集
タイトル 　：　 大規模3次元地下構造のモデル化と強震動シミュレーション
投稿者 　：　 秋山伸一（CRC）、池上泰史（CRC）、アフニマル（東大地震研）、纐纈一起（東大地震研）
　

　
　

2005年2月14日

地震災害の軽減を目的とした大規模な強震動シミュレータを開発した。本シミュレータでは地下構造のモデル化から強震動シミュレーション、統計的Green関数法との組合せによる広帯域地震動作成まで一貫して行える。特に、長周期地震動のシミュレーションにボクセル型FEMを用いており、非均質な地下構造のみならず、地形や海の影響を考慮した数値計算を安価なクラスターPC上で効率的に実行できる点に本シミュレータの特長がある。

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学会名 　：　 日本地震工学会2004年大会
タイトル 　：　 地震災害予測のための大都市圏強震動シミュレータの開発 　－深部構造のモデル化及び強震動シミュレーション－
投稿者 　：　 池上泰史（CRC）、秋山伸一（CRC）、山根裕之（CRC）、井上哲也（CRC）、 アフニマル（東大地震研）、纐纈一起（東大地震研）
　

　
　

2003年12月8日

「地震災害予測のための大都市圏強震動シミュレータの開発」の成果発表として、 American Geophysical Union(AGU) の秋季大会でポスター発表を行いました。

学会名 　：　 米国地球物理連合　秋期大会
開催日 　：　 2003年12月8日(月)－12月12日(金)
場所 　：　 カリフォルニア
発表題目 　：　 3-D Voxel FEM Simulation of Seismic Wave Propagation in a Land-Sea　Structure with Topography
投稿者 　：　 池上泰史(CRC)・纐纈一起(東大地震研)
　

　
　

2002年12月6日

「地震災害予測のための大都市圏強震動シミュレータの開発」の成果発表として、 American Geophysical Union(AGU) の秋季大会で口頭発表を行いました。

学会名 　：　 AGU 2002 Fall Meeting
タイトル 　：　 Simulation of Large-Scale Seismic Wave Propagation with the 3-D Voxel FEM"
投稿者 　：　 (CRC)池上泰史, (東大地震研）纐纈一起, (CRC)橋本政典
概要 　：　 We have developed the 3-D Voxel FEM (Finite Element Method) for large-scale seismic wave propagation. `Voxel' is a hexahedron element, which has been used widely in various fields of engineering for reducing computational efforts in numerical simulation.
Since natural boundary conditions are automatically satisfied in the FEM because of its weak formulation, no special treatment is necessary for irregular surface topography or a mesh with variable spacing.
However, the FEM often requires much larger memory, longer computation time and farther complicated mesh generation than the Finite Difference Method (FDM).
We limit element shapes to voxels only, so that the mesh generation becomes as easy as that in the FDM.
We then divide the structure into homogeneous subdomains and repeatedly use a single stiffness matrix in a subdomain.
This domain partition significantly reduces the memory requirement in cooperation with the explicit FEM formulation.
The explicit formulation also reduces the computation time.
If we assume an isotropic medium, the stiffness matrix can be simplified and its symmetry further reduces the memory requirement and computation time.
Compared with the FDM, the 3-D Voxel FEM requires a similar amount of memory and takes only 1.4 times longer computation time in an isotropic medium.
For seismic sources we apply force couples represented by the moment tensors to elements in a source region.
We have already implemented parallel computation in our method using the Message Passing Interface (MPI) on Linux.
We show some numerical examples for typical structures and applications to the 1995 Kobe earthquake and others including the effects of surface topography.
　

　
　

2002年12月

建築雑誌にGeoWAVEが紹介されました。

雑誌名 　：　 建築雑誌 vol.117 No.1497 2002年12月号
タイトル 　：　 建築ソフトのフロンティア第１２回「地盤・地震動のソフトウェア」
投稿者 　：　 飛島建設技術研究所　三輪　滋
　

　
　

2002年5月

国際ワークショップで発表を行いました。

学会名 　：　 2002 International ACES Meeting, May 5-10, Maui, Hawaii
タイトル 　：　 "Finite-element simulation of seismic wave propagation with a voxel grid"
投稿者 　：　 (東大地震研）纐纈一起, (CRC)池上泰史
　

　
　

2001年12月10日

JST（科学技術振興事業団）の公募に選定されました。

公募事業 　：　 「計算科学技術活用型特定研究開発推進事業」
選定案件 　：　 「地震災害予測のための大都市圏強震動シミュレータの開発」
代表研究者 　：　 纐纈 一起(こうけつかずき) (東京大学 地震研究所 助教授)
共同研究者   消防研究所、伊藤忠テクノソリューションズ
　

　
　

2001年10月25日

2001年地震学会秋季大会で技術論文を発表

タイトル 　：　 ボクセル型有限要素法による三次元構造内強震動と地殻変動の計算
(　PDFファイル：392K)
　

　
　

2001年3月

論説 「構造解析の歩み」 プレストレストコンクリート Vol.43, No.2, Mar. 2001 pp.66-72 に大規模有限要素法による地震波伝播解析を用いた地震防災システムの記事を掲載

著者 　：　 ＣＲＣ総合研究所　建設システム事業部　建設技術部長　亀岡　裕行