社団法人 物理探査学会
第119回(平成20年度秋季)学術講演会


波動方程式を用いた津波シミュレーション

講演要旨(和文)
地震発生に伴う波動現象をいち早く検知し解析することで防災に寄与することができる。津波発生時についても海水中に音響波が生じることが知られており、地震波の情報と合わせることでより正確な津波の早期予報が期待できる。そのためには海水中を伝播する音響波と津波の関連性を把握しておく必要があるが,実際の観測データが少ないことから数値シミュレーションが有効となる。津波を波動現象,つまり境界波あるいは表面波と捉えればその現象は波動方程式によって記述され物体中を伝播する実体波と同時に数値シミュレーションを行うことができ,さらに海水中の音響波と津波の関連性を明らかにすることで、音響波を検知して得られる情報が津波の早期予報に有効であることを検討することができる。本研究ではまず重力の影響を考慮した波動方程式を用いることによって流体の表面波もしくは境界波としての津波を再現できるか検討する。

講演要旨(英文)
We present the new method for tsunami simulation in order to show the validation of information of compression waves in the oceans for early forecast of tsunami arrival. We resort to numerical simulation to obtain the relationship between compression waves which propagate in the oceans and tsunami, because we cannot expect so much observation data. In this study, it is the wave equation that we use to simulate the propagation of tsunami at the surface of the oceans simultaneously with compression waves which propagate in the body of the oceans. In the numerical calculation in the fluid regions, potential formulation is used because it is not enough to set the shear modulus to zero. We use the Spectral Element Method for spatial discretization not only to get sufficient resolution for the waves but also to use explicit finite-difference scheme in time without too much computational cost.