金曜日セミナー:着任セミナー (9月29日) 藤田 航平氏(巨大地震津波災害予測研究センター 助教)

地球科学と計算科学を融合させ、観測データを活かす高性能計算の研究開発とその実用を目指す計算地球科学が進められている。複雑形状・非線形物性からなる固体地球分野の問題の解析には非構造格子有限要素法が有効であるが、この計算手法は必ずしも現在の計算機システムには向いておらず、計算固体地球科学の実現には高効率な計算手法の開発が必要となっている。本セミナーでは、発表者らが開発してきた高性能有限要素ソルバー、及び、開発手法を東京大学のOakforest-PACSや理化学研究所の京コンピュータといった先端システムの全系で実行することで実現した地殻変動や地盤地震動の解析例を紹介する。併せて、大規模有限要素解析をするために必須となる高速メッシュ生成手法について紹介する。こういった高速解析・高速メッシュ生成手法を組み合わせた形状・物性を正確に反映できる解析ツールにより、観測データに応じたモデルの逐次更新が可能となり、地殻や地盤の内部構造モデルの曖昧さを減らすことができるようになると期待される。

Computational earth science integrates earth science and computational science with the aim of utilizing observational data through high-performance computing. Unstructured finite-element methods are suitable for modeling solid earth science problems with complex geometry and material nonlinearity; however, these methods are not straightforward to attain high performance on current computer hardware. In this seminar, I will explain about our high-performance finite-element solvers developed for Oakforest-PACS of the University of Tokyo and the K computer of RIKEN, and show some crust deformation and earthquake ground motion analysis examples. I will also explain about our fast finite-element mesh generator necessary for conducting large scale finite-element simulations. By fast and accurate modeling of geometry and material properties using these methods, we expect improvement of crust and ground structure models through many cases of trials and comparison with observational data.