神戸市等を対象とした次世代型都市モデルの構築

実際の都市をまるごと計算する大規模数値シミュレーションには、地上の構造物や地盤、埋設されたライフラインなど都市の多様で詳細なデータが必要になります。総合防災・減災研究チームでは、複数のデータに分散した重要な情報を抽出して柔軟に組み合わせることで、大規模計算の入力となる「次世代都市モデル」の技術開発を行っています。

液状化等の地盤災害に対する先端解析手法の開発

地震により液状化が発生すると,短時間で地盤は耐力を失います。これにより,地盤が破壊し,インフラが損傷することもあります。しかし、従来手法では、液状化の危険度を過大に判定してしまうという問題もあります。より効果的な液状化判定のため、私たちは、地盤の動的解析を基本とした自動的な液状化判定手法を開発しています。これにより、HPCを用いて、都市全域の液状化判定に適用したいと考えています。

水・土砂統合シミュレーションシステムの構築

地震や豪雨によって斜面崩壊が起きると,崩れた土砂が河川に入ることで洪水のリスクが上昇します。土砂災害時には,斜面崩壊や土石流だけでなく,土砂が河川に流入することで,甚大な洪水氾濫が発生することがあります。このような複合的現象を対象とした大規模シミュレーションモデルを開発しています。統合シミュレーション技術を開発することで,どのような場所が危険であるか,土砂災害のあとどれぐらいの期間洪水の危険性が上昇するかについて研究しています。

自然災害の大規模シミュレーション手法の開発

自然災害の大規模シミュレーションのコア技術である、非構造格子有限要素法を高速化しています。ここでは、地盤が均質な部分において構造格子を使うことで、計算量・データアクセス量を削減し、大幅な高速化を達成しています。本手法をスーパーコンピュータ「富岳」全系で使うことで、世界最大規模(1兆自由度)の有限要素法による大規模地震シミュレーションが可能となっています。