地震波動の数値シミュレーションの可視化技法の開発に関する研究

地震波数值模拟可视化技术发展研究

• 批准号: 05740283
• 负责人: 古村 孝志
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University of Education
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740283/
• 关键词: 可視化; 数値シミュレーション; 地震; 波動; Pseudospectral法; 相反定理

近年の計算機の能力の発達は地震波動場の数値シミュレーションを実用化させた。その波動計算から得られる膨大な情報を効率よく処理し、物理的に重要な波動現象のメカニズムを引き出すための手法として波動場の可視化が不可欠である。また,地震波動現象を理解する訓練のために動画教材が必要である。本研究では地震波動の可視化技法の開発を行うと共に,この技法を用いて2次元波動場の動画教材を作成した。波動計算は北海道大学情報処理教育センターの大型計算機を利用して2次元Pseudospectral法を用いて行った。その計算結果は同センターの動画作成システムを用いて可視化し,VTRに収録した。この可視化のためのアルゴリズムとのプログラミングを行った。地震波はベクトル波であり,振動モードの異なる二つの波(P波,S波)が存在する。また,これらの波は媒質の不連続点で透過,反射現象を起こすほか,異種の振動モードへの変換も起きる。そこでこれらの波同の種類を区別できるように振動モードを分離し,P波は赤,S波は緑で表示することにした。そして,これら波の発生,伝播および変換についての基本現象を理解するための動画教材ビデオを作成した。題材には1)波の発生,2)平面波の反射と臨界角,3)屈折波の発生,4)表面波の発生,5)表面波の分散,6)波の散乱などの基本現象と7)地下レーダの原理,8)反射法地震探査のイメージ,9)相反定理のイメージなどの地震探索に関するものがある。これらの成果は地震学会,物理探索学会および情報処理学会のポスターセッションで発表した。また,同教材を希望する9つの機関に配布した。今後の課題として,3次元波動場の可視化技法と動画教材の作成のための精度より高速性を重視した計算法の開発がある。

In recent years, the development of computer capabilities has led to the implementation of seismic fluctuation field numerical simulation. The calculation of the ratio is based on the expansion of the information, the processing of the physical important ratio phenomenon, the introduction of the method and the visualization of the ratio field. It is necessary to train animation teaching materials for understanding earthquake fluctuation phenomenon. In this study, the development and application of seismic wave ratio visualization techniques are discussed, and the animation teaching materials of 2-D wave ratio field are prepared. Ratio calculation is used by Hokkaido University information processing education center and mainframe computer. The results of the calculation are visualized in the same way as the animation, and the VTR is recorded. This is the first time I've seen a video of a movie. Seismic waves are different from each other, and vibration waves (P waves,S waves) exist. In this case, the wave medium is not connected to the point of transmission, reflection phenomenon, heterogeneous vibration and transformation. The difference between the two waves is that the P wave is red and the S wave is green. In this paper, we discuss the basic phenomena of wave generation, wave propagation and wave transformation, and create animation teaching materials. The topics include 1) wave generation, 2) reflection and critical angle of plane wave, 3) generation of refracted wave, 4) generation of surface wave, 5) dispersion of surface wave, 6) basic phenomenon of wave dispersion, 7) principle of subsurface wave, 8) reflection method and seismic exploration, 9) inverse theorem and other related aspects of seismic exploration. The results of this research include the Earthquake Society, the Physical Exploration Society, and the Information Processing Society. The same teaching materials are expected to be distributed in 9 organizations. Future issues include visualization techniques for three-dimensional ratio fields, creation of animation textbooks, and development of computational methods.

项目成果

古村孝志、竹中博士、岡部成玄: "数値シミュレーション法による地震波動計算とその可視化" 情報処理学会夏のプログラミング・シンポジウム「可視化」報告集. 41-49 (1994)

Takashi Frumura、Dr. Takenaka、Seigen Okabe：“使用数值模拟方法进行地震波计算及其可视化”日本信息处理学会夏季编程研讨会“可视化”报告41-49（1994）。