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阿蘇山中岳噴火に伴う地下比抵抗構造時間変化の解明

阐明与阿苏山中岳喷发相关的地下电阻率结构的时间变化

基本信息

批准号：
15H06315
负责人：
南拓人
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-08-28 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H06315/
关键词：
火山電磁気有限要素法並列計算

项目摘要

平成27年度は、ACTIVEデータから阿蘇火山の浅部比抵抗構造を推定することを目的に、第一段階として三次元順計算コードの開発を行った。当初の予定どおり、フリーソフトGmshを用いて阿蘇火山の地形を表現する四面体メッシュを作成した。四面体メッシュでは、観測データと比較可能な精度の高い計算結果を得る為、ACTIVE観測の送信電極付近と、受信機付近のメッシュを特に細かく設定できる仕様とした。一方、順計算の計算手法について、当初の計画では、磁場の誘導方程式を鉛直磁場について解くことを計画していたが、複雑な地形の下では、磁場三成分について解くことが必要であることが明らかとなり、開発方針の変更を余儀なくされた。本研究では新たに、磁場三成分をベクトルポテンシャルによって表現し計算する有限要素(FEM)法を採用し、節点要素を用いる手法(node-based FEM法)と辺要素を用いる手法(edge-based FEM法)の二種類のコード開発を開始した。平成27年度が終了した現時点において、edge-based FEM法による三次元コードの開発が完了し、地形のない層状大地において、電流水平双極子の解析解(Ward and Hohmann, 1988)を、鉛直電流を含まないPMモードにおいて精度よく再現することに成功した。今後、node-based FEM法でも開発を完了させ、精度と計算コストの両面からedge-based FEM法と比較検討し、適した計算手法を採用して阿蘇火山の地下構造の推定を目指していく。平成27年度における本研究の意義は、諸外国に比べてやや立ち遅れている、人工電流を考慮できる三次元有限要素計算手法の開発において、大きな前進を遂げた点にある。今後、この研究を引き続き進めていくことで、日本における火山電磁モニタリング計算の基礎を確立することが期待できる。

In 2007, the first and third stage of the ACTIVE volcanic structure was established. At the beginning, the tetrahedral structure was created by using the terrain of the Aso volcano. Tetrahedron measurement and comparison of possible high accuracy calculation results, ACTIVE measurement and transmission electrode proximity, receiver proximity and special fine settings The calculation method of one side and one side calculation is necessary, the original plan is necessary, the magnetic field induction equation is necessary, the vertical magnetic field is necessary, the plan is necessary, the terrain is necessary, the magnetic field is necessary, and the development policy is necessary. This study is the beginning of two kinds of new methods for calculating the three components of magnetic field, finite element method (FEM), node element method (node-based FEM) and side element method (edge-based FEM). In 2007, the development of the three-dimensional cavity in the edge-based FEM method was completed, the terrain was layered, and the analytical solution of the horizontal dipole of the current (Ward and Hohmann, 1988) was successfully reproduced. In the future, the node-based FEM method will be used to complete the development, accuracy and calculation of the subsurface structure of the Aso volcano. The significance of this study in 2007 is to consider the development of three-dimensional finite element calculation method, and to advance the development of artificial current. In the future, this research will be carried out in the future, and the foundation of volcanic electromagnetic calculation in Japan will be established.