| New Products | ||||||||
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| Introduction |
| 본 서비스는 2011 년 3 월 11 일에 발생한 동북 지방 태평양 지진과 같은 초 거대 지진에 따른 쓰나미가 일본 열도에 밀려 드는 상황을 시뮬레이션하고 그 결과를 제공하는 것입니다. 본 서비스는 토호쿠 대학의 이마무라 후미 히코 교수에 제공 한 해일 솔버를 이용하여 주로 남해 트로프 거대 지진에 의한 해일을 상정 한 시뮬레이션을 실시합니다. 해일의 발생에서 해안까지 밀려 상태를 시뮬레이션합니다. 시뮬레이션의 결과로 해일이 밀려 오는 모습이나, 해일 높이가 가장 높은 지역, 선택한 지점에서 해일 고의 시각 력을 얻을 수 있습니다. 이 서비스는 Focus ((공재) 계산 과학 진흥 재단 고베시)가 소유하는 슈퍼 컴퓨터 (Focus 슈퍼 컴퓨터)를 이용하여 시뮬레이션을 수행합니다. 슈퍼 컴퓨터를 이용하여 계산 규모가 크고 빠르게 계산을 수행 할 수 있습니다.
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| 해일 계산 정보 |
| 동북 대학 해일 공학 연구실의 이마무라 후미 히코 교수에 제공 한 해법을 바탕으로하고 있습니다. 본 해법의 특징은 다음과 같습니다. 1. 천수만 장파 이론을 바탕으로 한 해일의 전파 계산 2. 중첩에 의한 대규모 범위에서 분석 3. 지진에 의한 해일의 발생에서 전파까지 일괄 시뮬레이션 4. 제방이나 하천 등의 해안 섬세한 재현 1. 천수만 장파 이론을 바탕으로 한 해일의 전파 계산 이 해법은 "천수만 장파 이론 '라는 이론을 기초로하고 있습니다. 외양 부에 비해 수심이 50m 이하의 얕은 영역에서의 해일은 파고가 높아지는 등의 특징적인 거동을 나타냅니다. 천수만 장파 이론에서는이 같은 수심이 얕은 부분에서 해일 전파에 특유한 현상을 고려하여 해안의 해일의 거동을보다 상세하게 재현 할 수 있습니다. 이 천수만 장파 이론에 근거 방정식을 직교 격자 메쉬에서 유한 차분 법을 이용하여 계산합니다. 2. 중첩 기법을 이용한 넓은 범위의 해석 해일의 전파는 발생 지점에서 일본 연안까지 100 킬로미터 이상으로 배열 할 수 있습니다. 그런데 100 킬로 - 토르 사방을 메쉬 화하고 계산을 할 경우 자세한 분석을하려고 메쉬 간격을 줄이면 방대한 메쉬의 수입니다 현실 시간으로 시뮬레이션 할 수 없습니다. 한편, 메쉬 간격을 늘리면 계산량은 줄어들지 시간은 단축되지만 심층 분석이 어렵습니다. 그래서 본 해법은 해일에 의한 피해가 크다 해안 메쉬 크기를 잘게 반대로 외양 부에서는 메쉬 크기를 크게하여 간격이 큰 메쉬에 작은 간격의 메쉬를 포함시키는 ' 중첩 방식 "을 채용하고 있습니다. 이 방법에 의해 분석 범위의 규모를 작게하지 않고 해안에 작은 간격의 메쉬를 이용하여 상세한 해일 시뮬레이션을 할 수 있습니다. 또한 계산 시간의 단축에도 기여합니다. 3. 지진에 의한 해일의 발생에서 전파까지 일괄 시뮬레이션 이 해법은 지진을 일으키는 단층 운동에서 해일의 초기 진폭을 계산하고 초기 파고를 바탕으로 지진 해일의 전파를 계산합니다. 이는 가상적인 초기 파고를 설정하는 것보다 더 현실적인 해일 현상을 재현 할 수 있습니다 4. 제방이나 하천 등의 해안 섬세한 재현 이 해법에서는 제방의 유무를 설정하여 해안에서 전체 시뮬레이션 할 수 있습니다. 또한 하천을 고려하여 해일의 하천 소상을 재현 할 수 있습니다. |
| 대상이되는 분석 범위 |
| I본 서비스는 내각부의 '남해 트로프 거대 지진 모델 검토위원회'에서 검토 된 지진을 바탕으로 쓰나미 해석합니다. 본 서비스에서 해석 가능한 범위는 이바라키 현 이남의 태평양 측 세토 나이 카이 규슈 지방의 동해, 오키나와 지방 주변입니다. 분석 범위 전체를 그림 2에 나타냅니다. 그림 2의 범위에서 다음 각 메쉬 크기의 지형 데이터가 준비되어 있습니다.
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| 본 서비스에서 얻은 결과 |
| 본 서비스는 해일 시뮬레이션을 통해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 해일이 전해져 모습의 애니메이션 지진 발생 지역에서 해일이 발생하고 그 전파의 모습을 애니메이션으로 볼 수 있습니다. 그 때 해일이 전파하는 시간을 지정할 수 있습니다. 애니메이션 재생에 UC-win / Road를 이용하여 360 °의 다양한 각도에서 해일의 전파의 모습을 확인 할 수 있습니다.
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| Focus 슈퍼 컴퓨터에 의한 계산 |
| 본 서비스 이용 해일 솔버에서는 중첩이라고하는 계산 시간 단축을위한 방법이 취해지고 있지만, 그래도 계산량은 크게되기 쉽습니다. 따라서, 본 서비스에서는 Focus가 소유하는 슈퍼 컴퓨터 'Focus 슈퍼 컴퓨터 "를 이용하여 시뮬레이션을 수행합니다. 슈퍼 컴퓨터로 계산을하기 위해 MPI의 병렬 처리가되어 있습니다. 일반 PC에서는 10 일 이상 걸리는 시뮬레이션에서도 Focus 슈퍼 컴퓨터를 이용하여 5 일 정도로 계산 할 수 있습니다. ※ MPI (Message Passing Interface) 병렬 처리의 표준 규격. 여러 대의 컴퓨터에 걸쳐 병렬화 수 있습니다. |
| 향후의 전개 |
해일 솔버의 고속화 및 안정화, 편리 화 등을 실시하고 있습니다. 더 사용하기 쉽고 저렴한 비용으로 해일 시뮬레이션을 수행 할
수있을 것으로 기대됩니다.
참고 ・기상청 : 쓰나미에 대한 (Japanese) http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/faq/faq26.html ・내각부 : 남해 트로프 거대 지진 검토회 (Japanese) http://www.bousai.go.jp/jishin/nankai/model/ |
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| (Up&Coming '15 봄호 게재) | ||
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그림 1 인도양 쓰나미 (2004 년)의 분석 애니메이션 (동북 대학 해일 공학 연구실)
