JP3398659B2 - Geological wave propagation simulation system and its recording medium - Google Patents

Geological wave propagation simulation system and its recording medium

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JP3398659B2 JP2000314194A JP2000314194A JP3398659B2 JP 3398659 B2 JP3398659 B2 JP 3398659B2 JP 2000314194 A JP2000314194 A JP 2000314194A JP 2000314194 A JP2000314194 A JP 2000314194A JP 3398659 B2 JP3398659 B2 JP 3398659B2
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泰史 池上
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株式会社シーアールシーソリューションズ
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地質波動伝播シミ
ュレーションシステム及びその記録媒体に関し、特に、
地質波動伝播解析において、有限要素法解析時における
メッシュの均一化を用いて解析を効率化した地質波動伝
播シミュレーションシステムに関し、また、その地質波
動伝播シミュレーションシステムを実現するプログラム
を記録した記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a geological wave propagation simulation system and its recording medium, and
In the geological wave propagation analysis, the present invention relates to a geological wave propagation simulation system in which the analysis is made efficient by using the homogenization of the mesh in the finite element method analysis, and to a recording medium in which a program for realizing the geological wave propagation simulation system is recorded.

【0002】[0002]

【従来の技術】地震発生時に生じる強震域は、例えば、
兵庫県南部地震に代表されるように、局所的な地質構造
に依存する場合が多い。そのため、現在では、地質構造
と強震域との関係解明が急がれている。そこで、その関
係解明には、地質波動伝播の解析を行う必要があるが、
この地質波動伝播解析は、非常に大規模なものとなる。
ところが、この解析を実現するには、高速かつ大容量の
コンピュータを必要とし、現在のコンピュータの性能で
は、実現性に乏しい。
2. Description of the Related Art For example, a strong earthquake area that occurs when an earthquake occurs
It is often dependent on local geological structure, as represented by the Hyogoken Nanbu Earthquake. Therefore, at present, it is urgent to elucidate the relationship between the geological structure and the strong earthquake region. Therefore, in order to clarify the relationship, it is necessary to analyze the geological wave propagation.
This geological wave propagation analysis is very large-scale.
However, in order to realize this analysis, a high-speed and large-capacity computer is required, and the performance of the current computer is poor in feasibility.

【0003】また、汎用的な地質波動伝播解析ソフトは
あるが、地質波動伝播に特化したシミュレーションシス
テムあるいはシミュレーションソフトではない。そし
て、この地質波動伝播解析は、非常に大規模な解析とな
るため、有限要素法を縦方向、つまり、深さ方向に用い
た2次元解析を行う簡易的な解析である。他に、地質波
動伝播解析には、地表面の振動を観測し、経験的実験デ
ータを考慮して地質波動の伝播解析を行う手法も簡便的
に採用されている。
Although there is general-purpose geological wave propagation analysis software, it is not a simulation system or simulation software specialized for geological wave propagation. Since this geological wave propagation analysis is a very large-scale analysis, it is a simple analysis that performs a two-dimensional analysis using the finite element method in the vertical direction, that is, the depth direction. In addition, a method of observing the vibration of the ground surface and performing the propagation analysis of the geological wave considering the empirical experimental data is also easily adopted for the geological wave propagation analysis.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの手法
によっては、精度の良い3次元解析を行えないために、
特に複雑な地質構造中における波動伝播の挙動について
の解明は、困難であった。この3次元解析に、有限要素
法を適用しようとすると、コンピュータ上の問題に加え
て、地質モデルをメッシュ化した領域に関するメッシュ
形状パラメータの入力も膨大な量になるため、オペレー
タの作業量は計り知れないものとなる。
However, since these methods cannot perform accurate three-dimensional analysis,
It was difficult to elucidate the behavior of wave propagation especially in complicated geological structures. If the finite element method is applied to this three-dimensional analysis, in addition to computer problems, the input of mesh shape parameters related to the area where the geological model is meshed becomes enormous, so the operator's workload is measured. It becomes unknown.

【0005】また、波動エコーを利用した地質構造探査
を用いても、そのエコーの伝播挙動が十分に明らかにな
っていないため、複雑な地質構造の解析を行うことは困
難であった。そこで、本発明は、地質波動伝播解析に特
化し、有限要素法を用いた3次元解析を容易に行え、オ
ペレータの作業量を軽減化した地質波動伝播シミュレー
ションシステムを構築することと、そのシミュレーショ
ンシステムを実行するプログラムを記録した記録媒体を
提供することを目的とする。
Further, even if the geological structure exploration using the wave echo is used, the propagation behavior of the echo has not been sufficiently clarified, so that it is difficult to analyze a complicated geological structure. Therefore, the present invention is to specialize in geological wave propagation analysis, to easily perform three-dimensional analysis using the finite element method, and to construct a geological wave propagation simulation system in which the workload of the operator is reduced, and the simulation system thereof. An object of the present invention is to provide a recording medium in which a program for executing is recorded.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本発明では、有限要素法により地質モデルの
波動伝播解析を行う地質波動伝播シミュレーションシス
テムにおいて、地質波動伝播の対象となる地質モデルを
作成する地質モデル作成手段と、前記地質モデル中にお
ける複数の領域に対して地質物性値を夫々定義する地質
物性値定義手段と、前記地質モデルに入力する震源モデ
ルを作成する震源モデル作成手段と、前記地質物性値が
定義された前記地質モデルの領域について均一メッシュ
を自動作成し、該メッシュを用いて、前記震源モデルと
解析条件に従い地質波動伝播シミュレーションを実行す
るシミュレーション実行手段と、前記地質モデルと、前
記シミュレーション実行手段による解析結果を表示する
表示手段とを備えた。
In order to solve the above problems, in the present invention, in the geological wave propagation simulation system for performing the wave propagation analysis of the geological model by the finite element method, the geology of the geological wave propagation is targeted. and geological model creation means for creating a model, you in the geological model
And geologic property values defining means for respectively defining the geological property values for a plurality of regions kicking, the source model creation means for creating a source model to be input to the geological model, the geological model of the geologic property values are defined A display for displaying a simulation execution means for automatically creating a uniform mesh for a region and executing a geological wave propagation simulation according to the hypocenter model and analysis conditions using the mesh, the geological model, and an analysis result by the simulation execution means. And means.

【0007】そして、前記表示手段は、GUI操作画面
を有し、該操作画面の表示に従って、少なくとも前記地
質モデルの作成、前記地質物性値の定義、震源モデルの
作成、前記解析条件の定義、シミュレーション実行指示
を行えるようにした。また、前記シミュレーション実行
手段は、当て嵌められた前記地質物性値が同一な前記地
質モデルの領域について、均一メッシュを自動作成し、
当て嵌められた前記地質物性値が異なる前記地質モデル
の領域について、メッシュの大きさが異なる前記均一メ
ッシュを作成し、前記均一メッシュの形状を正立方体と
した。
The display means has a GUI operation screen, and in accordance with the display of the operation screen, at least the geological model is created, the geological property value is defined, the seismic source model is created, the analysis condition is defined, and the simulation is performed. Enabled execution instructions. Further, the simulation executing means automatically creates a uniform mesh for the area of the geological model in which the fitted geophysical property values are the same,
The uniform meshes having different mesh sizes were created for the fitted regions of the geological model having different geological property values, and the shape of the uniform mesh was made into a regular cube.

【0008】さらに、前記地質モデル作成手段は、複数
の地表面位置からの深さ方向の地層境界データに基づい
て、3次元地質モデルを自動作成し、前記地層境界デー
タをボーリングデータとし、あるいは、保存されている
地質モデルデータに基づいて、3次元地質モデルを作成
するようにした。また、前記地質物性値定義手段は、地
盤深さ方向の地震速度勾配を連続関数により補完して地
質物性値を作成することとした。
Further, the geological model creating means automatically creates a three-dimensional geological model based on depth boundary stratum boundary data from a plurality of ground surface positions, and uses the stratum boundary data as boring data, or A three-dimensional geological model is created based on the stored geological model data. Further, the geophysical property value defining means is to create the geophysical property value by complementing the seismic velocity gradient in the depth direction of the ground with a continuous function.

【0009】前記震源モデル作成手段は、断層破壊過程
の入力により、断層面上のすべりに対する空間的及び時
間的分布挙動の入力により、さらには、所定の地震波形
の入力により前記震源モデルを作成するようにし、前記
地質モデル内の指定された位置に点震源モデルを作成す
るようにした。そして、前記表示手段は、前記地質モデ
ルの地表面において指定された位置の地震動波形を表示
し、あるいは前記地質モデル内の指定された面における
地震波伝播図をアニメーション表示できるようにした。
The source model creating means creates the source model by inputting a fault rupture process, by inputting spatial and temporal distribution behavior with respect to slip on the fault surface, and further by inputting a predetermined earthquake waveform. Thus, a point source model is created at a designated position in the geological model. The display means can display the seismic motion waveform at a designated position on the ground surface of the geological model, or can display the seismic wave propagation map on the designated surface in the geological model as an animation.

【0010】また、本発明では、有限要素法解析により
前記地質モデルの地質波動伝播シミュレーションを実行
するプログラムを記録したプログラム記録媒体におい
て、地質波動伝播の対象となる地質モデルを作成し、前
記地質モデル中における複数の領域に対して地質物性値
夫々定義し、前記地質モデルに入力する震源モデルを
作成し、前記地質物性値が定義された前記地質モデルの
領域について均一メッシュを自動作成し、該メッシュを
用いて、前記震源モデルと解析条件に従い地質波動伝播
シミュレーションを実行し、前記地質モデルと、前記シ
ミュレーション実行手段による解析結果を表示するプロ
グラムを記録した。
Further, according to the present invention, in a program recording medium in which a program for executing geological wave propagation simulation of the geological model is recorded by a finite element method analysis, a geological model which is a target of geological wave propagation is created, and the geological model is created. geological property values respectively defined for the plurality of regions in the middle, to create a source model to be input to the geological model, automatically creates a uniform mesh for the region of the said geological model geological property values is defined, the Using a mesh, a geological wave propagation simulation was executed according to the hypocenter model and analysis conditions, and a program for displaying the geological model and the analysis result by the simulation executing means was recorded.

【0011】そして、GUI操作画面の表示に従って、
少なくとも前記地質モデルの作成、前記地質物性値の定
義、震源モデルの作成、前記解析条件の定義、シミュレ
ーション実行指示、解析結果表示を行うプログラム記録
媒体とした。さらに、当て嵌められた前記地質物性値が
同一な前記地質モデルの領域について、均一メッシュを
自動作成し、当て嵌められた前記地質物性値が異なる前
記地質モデルの領域について、メッシュの大きさが異な
る前記均一メッシュとするプログラムを記録した。
Then, according to the display of the GUI operation screen,
A program recording medium for at least creating the geological model, defining the geophysical property values, creating the epicenter model, defining the analysis conditions, instructing simulation execution, and displaying analysis results. Further, a uniform mesh is automatically created for the regions of the geological model having the same fitted geological property value, and the sizes of the meshes are different for the regions of the geological model having different fitted geological property values. The uniform mesh program was recorded.

【0012】また、複数の地表面位置からの深さ方向の
地層境界データに基づいて、3次元の地質モデルを自動
作成し、地盤深さ方向の地震速度勾配を連続関数により
補完して前記地質物性値を作成する。そして、断層破壊
過程の入力により、断層面上のすべりに対する空間的及
び時間的分布挙動の入力により、あるいは所定の地震波
形の入力により前記震源モデルを作成でき、前記地質モ
デル内の指定された位置に点震源モデルを作成できるプ
ログラムを記録媒体に記録した。
Further, a three-dimensional geological model is automatically created based on depth boundary data from a plurality of ground surface positions, and the seismic velocity gradient in the ground depth direction is complemented by a continuous function to obtain the geology. Create physical property values. Then, the source model can be created by inputting the fault rupture process, by inputting the spatial and temporal distribution behavior with respect to the slip on the fault plane, or by inputting a predetermined seismic waveform, and the specified position in the geological model can be created. A program that can create a point source model was recorded on a recording medium.

【0013】また、前記地質モデルの地表面において指
定された位置の地震動波形を表示でき、あるいは前記地
質モデル内の指定された面における地震波伝播図をアニ
メーション表示することができるプログラムを記録媒体
に記録した。
Further, a program capable of displaying a seismic motion waveform at a designated position on the ground surface of the geological model or displaying a seismic wave propagation map on a designated surface in the geological model as an animation is recorded on a recording medium. did.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本実施形態による地質波
動伝播シミュレーションシステムについて、説明する。
本実施形態の地質波動伝播シミュレーションシステムで
は、一連の解析作業をグラフィカル・ユーザ・インター
フェース(GUI)による操作画面に従って各種データ
入力を行えるようにし、地質モデルの作成、地質物性値
の定義、震源モデルの作成、解析条件の定義、解析の実
行、そして解析結果の表示までを実施できるようにし
た。さらに、この解析には、有限要素法を採用し、解析
すべき地質構造対象について均一化したメッシュを自動
生成することにより、地質モデルの3次元解析を簡単化
することができ、本実施形態による地質波動伝播シミュ
レーションシステムの実現を容易にしている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A geological wave propagation simulation system according to this embodiment will be described below.
In the geological wave propagation simulation system of the present embodiment, various data can be input according to an operation screen by a graphical user interface (GUI) for a series of analysis work, creation of a geological model, definition of geophysical property values, and source model calculation. Creation, definition of analysis conditions, execution of analysis, and display of analysis results were made possible. Furthermore, by adopting the finite element method for this analysis and automatically generating a uniform mesh for the geological structure object to be analyzed, it is possible to simplify the three-dimensional analysis of the geological model. It facilitates realization of geological wave propagation simulation system.

【0015】本実施形態の地質波動伝播シミュレーショ
ンシステムの概略ブロック図を、図1に示す。地質波動
伝播シミュレーションシステムは、CPUを含む制御手
段1、記憶手段2、データベース手段3、表示手段4、
操作手段5、出力手段6、そして送受信手段7から構成
されている。
A schematic block diagram of the geological wave propagation simulation system of this embodiment is shown in FIG. The geological wave propagation simulation system includes a control unit 1 including a CPU, a storage unit 2, a database unit 3, a display unit 4,
The operation unit 5, the output unit 6, and the transmission / reception unit 7 are included.

【0016】記憶手段2には、このシミュレーションシ
ステムを駆動するためのオペレーションプログラムのほ
か、地質モデル作成、地質物性値定義、震源モデル作
成、解析条件定義/解析実行、そして結果表示をそれぞ
れ実行するための各プログラムが格納されている。ま
た、データベース手段3には、上記の各プログラムを実
行する上で必要な、地質モデルデータ、ボーリングデー
タ等、地質物性値データ、振動波形データを記憶してお
き、さらに画像ファイルデータも記憶できる。
In addition to the operation program for driving the simulation system, the storage means 2 is for executing geological model creation, geological property value definition, seismic source model creation, analysis condition definition / analysis execution, and result display, respectively. Each program of is stored. Further, the database means 3 can store geological model data, boring data, and other geological property value data and vibration waveform data necessary for executing the above-mentioned programs, and also image file data.

【0017】表示手段4は、表示画面を有し、シミュレ
ーションシステムの実行時に、GUI操作できる画面を
表示するものである。操作手段5は、マウス、キーボー
ド等であり、オペレータがGUI操作画面に従って、デ
ータ入力、あるいは画面上でポインタを行うものであ
る。また、タッチスクリーンによる方式を含めることが
出きる。
The display means 4 has a display screen and displays a screen on which a GUI can be operated when the simulation system is executed. The operation unit 5 is a mouse, a keyboard or the like, and an operator inputs data or performs a pointer on the screen according to the GUI operation screen. In addition, a method using a touch screen can be included.

【0018】出力手段6は、表示手段4に画面表示され
た情報を、必要に応じてプリンタ等でハードコピーなど
を行うものである。送受信手段7は、このシミュレーシ
ョンシステムと外部とでデータ等を送受信するためのイ
ンターフェースであり、例えば、このシステムを内蔵す
るパソコンと他のパソコン又はサーバとLAN接続する
場合、インターネットに接続する場合、さらに、無線通
信情報端末に接続する場合などに、必要とするものであ
る。
The output means 6 is for making a hard copy of the information displayed on the screen of the display means 4 by a printer or the like as required. The transmission / reception means 7 is an interface for transmitting / receiving data and the like between this simulation system and the outside. For example, when a personal computer incorporating this system is connected to another personal computer or a server by LAN, or when it is connected to the Internet, This is necessary when connecting to a wireless communication information terminal.

【0019】なお、図1に示したシステム構成では、パ
ソコンに記憶手段2及びデータベース手段3を内蔵して
いる状態で示したが、内蔵しているメモリ容量によって
は、LAN接続されたサーバに、記憶手段2及びデータ
ベース手段3を設置してもよい。この場合には、パソコ
ンに、システム稼動上必要なメモリ手段を備え、シミュ
レーション実行時に送受信手段7を介してダウンロー
ド、あるいはアップロードを行う。
In the system configuration shown in FIG. 1, the personal computer has the storage means 2 and the database means 3 built therein. However, depending on the built-in memory capacity, the server connected to the LAN may be The storage means 2 and the database means 3 may be installed. In this case, the personal computer is provided with memory means necessary for system operation, and download or upload is performed via the transmission / reception means 7 when the simulation is executed.

【0020】制御手段1は、地質波動伝播シミュレーシ
ョンを実行するにあたり各手段を制御するものであり、
操作手段5から入力される操作指示に従って、記憶手段
2又はデータベース手段3から各データを読み出し、地
質波動伝播シミュレーションを実行し、そして、表示手
段4にGUI操作画面を表示し、そのシミュレーション
での解析結果を表示手段4、データベース手段3又は出
力手段6に出力する。
The control means 1 controls each means in executing the geological wave propagation simulation.
According to the operation instruction input from the operation means 5, each data is read from the storage means 2 or the database means 3, a geological wave propagation simulation is executed, and a GUI operation screen is displayed on the display means 4, and the simulation is analyzed. The result is output to the display means 4, the database means 3 or the output means 6.

【0021】ここで、本実施形態において、有限要素法
に均一化したメッシュを自動生成することによる有限要
素法解析を採用したことによって、地質波動伝播のシミ
ュレーションをGUI操作により容易に実行できるよう
になったことを説明する。本実施形態の地質波動伝播シ
ミュレーションで用いられる有限要素法の定式は次のと
おりである。
Here, in the present embodiment, by adopting the finite element method analysis by automatically generating a uniform mesh in the finite element method, the simulation of geological wave propagation can be easily executed by GUI operation. Explain what happened. The formula of the finite element method used in the geological wave propagation simulation of this embodiment is as follows.

【0022】 [M][u2]+[C][u1]+[K][u]=[P] (1) ここで、[M]、[C]、[K]は、それぞれ質量マトリクス、
減衰マトリクス、剛性マトリクスであり、[u2]、[u1]、
[u]は、それぞれ加速度ベクトル、速度ベクトル、変位
ベクトルである。また、[P]は、外力ベクトルである。
そこで、数式(1)を時間方向にdtの間隔で離散化す
ると、時刻t+dtでの変位ut+dtは、次式で表わされ
る。
[M] [u2] + [C] [u1] + [K] [u] = [P] (1) where [M], [C], and [K] are mass matrices,
Damping matrix, stiffness matrix, [u2], [u1],
[u] are an acceleration vector, a velocity vector, and a displacement vector, respectively. In addition, [P] is an external force vector.
Therefore, when the equation (1) is discretized in the time direction at intervals of dt, the displacement u t + dt at the time t + dt is expressed by the following equation.

【0023】 [ut+dt]=[(dt)2・[Pt]+(2[M]−dt・[C]−(dt)2・[K])・[ut] +(dt・[C]−[M])・[ut-dt]]/[M] (2) ここで、集中質量を採用すると、数式(2)の[M]
-1は、対角マトリクスとなり、陽解法で変位ut+dtを計
算することができる。本実施形態で採用される有限要素
法解析では、メッシュ生成時に、同一地層内領域など、
ユーザが指定した解析効率上必要と思われる任意の領域
内では、その形状を均一なメッシュ、例えば、正立方体
とする。同一地層内では、その地層が有するパラメータ
は均一であるとして、解析時にも、その地層の均一性を
利用して、解析の効率化を図るものである。
[U t + dt ] = [(dt) 2 · [P t ] + (2 [M] −dt · [C] − (dt) 2 · [K]) · [u t ] + (dt・ [C]-[M]) ・ [ut -dt ]] / [M] (2) Here, if lumped mass is adopted, [M] in equation (2)
-1 becomes a diagonal matrix, and the displacement u t + dt can be calculated by the explicit method. In the finite element method analysis adopted in this embodiment, when a mesh is generated
In an arbitrary region designated by the user that is considered necessary for analysis efficiency, the shape is a uniform mesh, for example, a cube. In the same stratum, the parameters of the stratum are assumed to be uniform, and the uniformity of the stratum is also used during the analysis to improve the efficiency of the analysis.

【0024】ただ、層状態が変化する地層及び地表面に
対して、この立方体形状でメッシュ生成したとき、その
各モデルの境界においては、階段状になるが、メッシュ
サイズを地震動波長に比べて十分小さくすることで、そ
の影響を無視できる程度まで小さくできる。そして、こ
のメッシュサイズについて、音伝播の遅い堆積層に対し
ては、細かい均一メッシュを用い、音伝播の早い岩盤層
に対して粗い均一メッシュを用いて効率化を行う。
However, when a mesh is generated with this cubic shape for a stratum and a ground surface whose stratum conditions change, the mesh size is sufficiently large compared with the seismic motion wavelength, although it becomes stepwise at the boundary of each model. By making it small, the effect can be made small enough to be ignored. For this mesh size, a fine uniform mesh is used for the sedimentary layer with slow sound propagation, and a coarse uniform mesh is used for the rock layer with fast sound propagation to improve efficiency.

【0025】なお、メッシュサイズの大きさが異なる領
域の境界では、境界上の節点力を互いの境界上の節点ま
で内挿し、各時間ステップ毎に重ね合わせることによ
り、境界条件を満たすことができる。ここで、従来の有
限要素法では、数式(2)に示される質量マトリクス
[M]ij、減衰マトリクス[C]ij、剛性マトリクス[K]ij
ついて、メッシュ形状に関する構成パラメータを、メッ
シュ毎に保持する必要がある。その構成パラメータは次
式で表わせる。
At the boundaries of regions having different mesh sizes, the boundary conditions can be satisfied by interpolating the nodal forces on the boundaries up to the nodes on the other boundaries and superposing them at each time step. . Here, in the conventional finite element method, the mass matrix shown in Equation (2) is used.
With respect to [M] ij , damping matrix [C] ij , and stiffness matrix [K] ij , it is necessary to hold configuration parameters for the mesh shape for each mesh. The constituent parameters can be expressed by the following equation.

【0026】 f(S1,S2,…,Sn,[N1,…,Nk]1,[N1,…,Nl]2,…,[N1,…,Nm]n) (3) ここで、S1,S2, …,Snは、解析領域内のn個の均一物性
値領域に対する質量、減衰及び剛性のパラメータであ
り、領域数に比例して増加するものである。さらに、[N
1, …,Nk]1、[N1, …,Nl]2、…、[N1, …,Nm]nは、n個
の均一物性値領域が、メッシュ形状に関する個々のパラ
メータを有する状態を示しており、メッシュ数に比例し
て増加するものである。
F (S 1 , S 2 , ..., S n , [N 1 , ..., N k ] 1 , [N 1 , ..., N l ] 2 , ..., [N 1 , ..., N m ] n ) (3) where S 1 , S 2 , ..., S n are parameters of mass, damping, and rigidity for n uniform physical property value regions in the analysis region, and increase in proportion to the number of regions. Is. In addition, [N
1 , ..., N k ] 1 , [N 1 , ..., N l ] 2 , ..., [N 1 , ..., N m ] n are the n uniform physical property value regions, each of which has individual parameters related to the mesh shape. The state is shown to be present, and increases in proportion to the number of meshes.

【0027】このように、従来の有限要素法により解析
を行う場合には、解析領域内の全てのメッシュに対し
て,メッシュ形状に関するパラメータを用意しなければ
ならないことが分かる。これらのパラメータをオペレー
タによって、一々手作業で入力しなければならず、しか
も、膨大なメモリを消費することになる。そこで、本実
施形態で採用する有限要素法では、次式で示されるよう
に、質量マトリクス[M]ij、減衰マトリクス[C]ij、剛性
マトリクス[K]ijについて、メッシュ形状に関する構成
パラメータを、均一物性値領域毎に保持するようにし
た。
As described above, when performing the analysis by the conventional finite element method, it is understood that the parameters regarding the mesh shape must be prepared for all the meshes in the analysis area. These parameters must be manually input by the operator and consume a huge amount of memory. Therefore, in the finite element method adopted in the present embodiment, as shown by the following equation, regarding the mass matrix [M] ij , the damping matrix [C] ij , and the stiffness matrix [K] ij , The uniform physical property value area is maintained.

【0028】 f(S1,S2, …,Sn,[N1]1,[N1]2, …,[N1]n) (4) ここで、S1、S2、…、Sn,は、均一物性値領域毎の質
量、減衰及び剛性パラメータであり、領域数に比例して
増加するものである。さらに[N1]1、[N1]2、…、[N1]n
は、n個の均一物性値領域について、そのメッシュ形状
に関するパラメータを示しており、均一物性値領域数に
比例して増加するものである。
F (S 1 , S 2 , ..., S n , [N 1 ] 1 ,, [N 1 ] 2 , ..., [N 1 ] n ) (4) Here, S 1 , S 2 , ..., S n is a mass, damping and stiffness parameter for each uniform physical property value area, and increases in proportion to the number of areas. Furthermore, [N 1 ] 1 , [N 1 ] 2 , ..., [N 1 ] n
Indicates a parameter relating to the mesh shape of n pieces of uniform physical property value areas, which increases in proportion to the number of uniform physical property value areas.

【0029】この数式(4)と数式(3)を比較する
と、従来の有限要素法による解析と大きく異なること
は、従来法では、n個の均一物性値領域の個々のメッシ
ュが、メッシュ形状に関するパラメータを有するのに対
し、本実施形態の有限要素法解析では、n個の均一物性
値領域の個々のメッシュに関するパラメータは、均一物
性値領域内では等しく、1つのメッシュに対するパラメ
ータを使用する。
Comparing the equations (4) and (3), it is greatly different from the analysis by the conventional finite element method. In the conventional method, each mesh of the n uniform physical property value regions relates to the mesh shape. Whereas, in the finite element method analysis of the present embodiment, the parameters for the individual meshes of the n uniform physical property value regions are equal in the uniform physical property value region, and the parameters for one mesh are used.

【0030】これは、同一地層を、例えば、正立方体形
状の均一メッシュで分割することによって実現され、数
式(4)に示されるように、均一メッシュ領域毎にメッ
シュ形状に関するパラメータを圧縮している。そのた
め、これらのマトリクスを保持するには、たかだか均一
領域数に比例するメモリを必要とするだけである。ま
た、数式(2)に示される各時間ステップ毎の計算時に
メッシュ形状に関するパラメータを展開して利用できる
ため、効率良く解析を行うことができる。これまでに説
明した均一メッシュによる有限要素法を用いた解析処理
のフロー概要を、図2に示した。
This is realized by dividing the same stratum with, for example, a regular cube-shaped uniform mesh, and the parameters relating to the mesh shape are compressed for each uniform mesh region as shown in equation (4). . Therefore, holding these matrices requires at most a memory proportional to the number of uniform areas. Further, since the parameters relating to the mesh shape can be expanded and used at the time of calculation for each time step shown in the mathematical expression (2), the analysis can be efficiently performed. An outline of the flow of the analysis process using the finite element method using the uniform mesh described above is shown in FIG.

【0031】先ず、地質波動伝播シミュレーションの解
析に必要な条件、つまり、シミュレーションを実行する
時間、シミュレーション出力をする間隔dtを読み込み
(ステップa)、数式(4)に従って、質量マトリクス
[M]ij、減衰マトリクス[C]ij、剛性マトリクス[K]ij
均一メッシュ内での圧縮を行う(ステップb)。読み込
まれた間隔dtを更新する毎に(ステップc)、数式
(2)で示されるメッシュ上の変位ut+dtを、質量マト
リクス[M]ij、減衰マトリクス[C]ij、剛性マトリクス
[K]ijを順次展開することにより計算する(ステップ
d)。
First, the conditions necessary for the analysis of the geological wave propagation simulation, that is, the simulation execution time and the simulation output interval dt are read (step a), and the mass matrix is calculated according to equation (4).
[M] ij , damping matrix [C] ij , and stiffness matrix [K] ij are compressed in a uniform mesh (step b). Every time the read interval dt is updated (step c), the displacement u t + dt on the mesh represented by the equation (2) is calculated by using the mass matrix [M] ij , the damping matrix [C] ij , and the stiffness matrix.
Calculation is performed by sequentially expanding [K] ij (step d).

【0032】そして、シミュレーション時間に到達する
まで、時間を間隔dt毎に更新して変位が計算され(ス
テップe)、その時間に到達すると(Y)、その解析処
理は終了する。まだ、シミュレーション時間に到達して
いなければ(N)、ステップeに戻ってシミュレーショ
ン時間に到達するまで、時間を間隔dt毎に更新しなが
ら変位の計算が続行される。
Then, until the simulation time is reached, the time is updated at intervals dt to calculate the displacement (step e), and when the time is reached (Y), the analysis process is ended. If the simulation time has not yet been reached (N), the calculation of the displacement is continued while updating the time for each interval dt until returning to step e and reaching the simulation time.

【0033】このような計算によって得られた変位u
t+dtに基づいて、GUI画面上に地質波動伝播の状態を
表示することができる。以上に示した均一メッシュによ
る有限要素法を採用した地質波動伝播シミュレーション
システムの操作処理の手順を、図3に示した。そして、
その手順に対応して、表示手段4に表示されるGUI操
作画面の具体例を図4乃至図12に示した。
The displacement u obtained by such calculation
The state of geological wave propagation can be displayed on the GUI screen based on t + dt . FIG. 3 shows a procedure of operation processing of the geological wave propagation simulation system adopting the finite element method using the uniform mesh described above. And
Corresponding to the procedure, specific examples of the GUI operation screen displayed on the display means 4 are shown in FIGS. 4 to 12.

【0034】次に、これらの図を参照して、本実施形態
による地質波動伝播シミュレーションシステムの操作処
理について説明する。地質波動伝播シミュレーションシ
ステムの操作処理は、地質モデルの作成、地質物性値の
定義、震源モデルの作成、解析条件の定義及び解析実
行、そして結果表示の各ステップからなっている。そこ
で、オペレータが、操作手段5を操作して、地質波動伝
播シミュレーションシステムを起動すると、制御手段1
は、記憶手段2からオペレーションプログラムを読み出
し、図4に示されるように、該システムの初期画面を表
示手段4に表示する。表示された画面には、「地質波動
伝播シミュレーションシステム」のタイトル、メニュー
欄M、そして、操作処理用ウインドウWが表示される。
Next, with reference to these figures, an operation process of the geological wave propagation simulation system according to the present embodiment will be described. The operation process of the geological wave propagation simulation system includes the steps of creating a geological model, defining geophysical property values, creating a hypocenter model, defining analysis conditions and executing analysis, and displaying results. Therefore, when the operator operates the operation means 5 to activate the geological wave propagation simulation system, the control means 1
Reads the operation program from the storage means 2 and displays the initial screen of the system on the display means 4 as shown in FIG. On the displayed screen, a title of "geologic wave propagation simulation system", a menu field M, and an operation processing window W are displayed.

【0035】メニュー欄Mには、シミュレーションに必
要な操作メニューの一覧M1乃至M5が表示される。M
1乃至M5は、アイコン化されており、操作手段5を操
作して順次選択指示することができる。M1は「地質モ
デルの作成」を、M2は「地質物性値の定義」を、M3
は「震源モデルの作成」を、M4は「解析条件の定義及
び解析実行」を、そしてM5は「結果表示」を示してい
る。これらのアイコンM1乃至M5を選択指示すると、
制御手段1は、記憶手段2から選択指示された対応する
操作処理プログラムを読み出し、そのプログラムを実行
する。さらに、必要なGUI操作画面を表示手段4に表
示する。なお、各図において、画面中で選択されたアイ
コンについては、太線枠で示した。
In the menu column M, a list of operation menus M1 to M5 required for simulation is displayed. M
1 to M5 are iconized, and the operation means 5 can be operated to sequentially select and instruct. M1 is "creation of geological model", M2 is "definition of geophysical property values", M3
Indicates "creation of epicenter model", M4 indicates "definition of analysis conditions and analysis execution", and M5 indicates "result display". When selecting and instructing these icons M1 to M5,
The control means 1 reads the corresponding operation processing program selected and instructed from the storage means 2 and executes the program. Further, the necessary GUI operation screen is displayed on the display means 4. In each figure, the icon selected on the screen is shown in a bold frame.

【0036】オペレータによって、第1の手順として、
「地質モデルの作成」のアイコンM1が選択されると、
制御手段1は、記憶手段2に格納されている地質モデル
作成プログラムを読み出し、図5に示されるように、表
示手段4の画面にウインドウW1を表示する(ステップ
S1)。地質モデル作成プログラムは、取得したボーリ
ングデータ等による地表面から深さ方向の地層境界デー
タを入力することにより、3次元地層モデルを自動的に
作成する機能を有する。そして作成した地層モデルをデ
ータベース手段3に地質モデルデータベースDB1を保
存し、さらにデータベースDB1を再利用することがで
きる。
As a first procedure by the operator,
When the "Make geological model" icon M1 is selected,
The control means 1 reads the geological model creation program stored in the storage means 2 and displays the window W1 on the screen of the display means 4 as shown in FIG. 5 (step S1). The geological model creation program has a function of automatically creating a three-dimensional geological model by inputting geological boundary data in the depth direction from the ground surface based on the acquired boring data and the like. The created geological model can be stored in the geological model database DB1 in the database means 3, and the database DB1 can be reused.

【0037】表示されたウインドウW1には、地質モデ
ルの作成に必要な操作処理のメニューが表示される。そ
れらのメニューは、「地質モデルデータの登録」、「地
質モデルデータ読込」、「地質モデルデータ作成」そし
て「地質モデルデータ表示」である。アイコン「地質モ
デルデータ登録」を選択指示すると、ボーリングデータ
等を入力することができ、あるいはアイコン「地質モデ
ルデータ読込」を選択すると、データベース手段3に格
納されているデータベースDB1から地質モデルデータ
を読み込むことができる。
In the displayed window W1, a menu of operation processing required for creating a geological model is displayed. The menus are "Registration of geological model data", "Read geological model data", "Create geological model data" and "Display geological model data". When the icon "geological model data registration" is selected and instructed, the boring data or the like can be input, or when the icon "geological model data read" is selected, the geological model data is read from the database DB1 stored in the database means 3. be able to.

【0038】図5のウインドウW1では、アイコン「地
質モデルデータ作成」が選択されて、地質モデルデータ
の自動作成の様子を示しており、位置No.1乃至N
o.6について入力された深さ方向の地層境界データか
ら、第一層乃至第4層からなる地層モデルを自動的に作
成している。地層モデルに記されたNo.1乃至No.
6は、入力されたボーリングデータの位置を表わしてい
る。
In the window W1 of FIG. 5, the icon "Geological model data creation" is selected to show the automatic creation of the geological model data. 1 to N
A geological model composed of the first to fourth layers is automatically created from the geological boundary data in the depth direction input for No. No. described in the stratum model 1 to No.
6 represents the position of the input boring data.

【0039】アイコン「地質モデルデータ表示」を選択
指示すると、ウインドウW1に4層からなる地質モデル
が表示される。ここで、地質モデルが作成されたので、
この地質モデルを構成する各層についての地質物性値を
定義する(ステップS2)。図6に示すように、オペレ
ータによって、アイコンM2の「地質物性値の定義」が
選択指示されると、制御手段1は、記憶手段2に格納さ
れている地質物性値定義プログラムを読み出し、表示手
段4の画面にウインドウW2を表示する。
When the icon "Display geological model data" is selected and instructed, a four-layered geological model is displayed in the window W1. Now that the geological model has been created,
Geophysical property values for each layer constituting the geological model are defined (step S2). As shown in FIG. 6, when the operator selects and instructs the “definition of geophysical property value” of the icon M2, the control means 1 reads the geophysical property value definition program stored in the storage means 2 and displays it. The window W2 is displayed on the screen of No. 4.

【0040】この地質物性値定義プログラムは、地層中
の音伝播速度、又は材料剛性及び密度などの物性値を各
地層について定義する機能を有し、入力した物性値を地
質物性値データベースDB2としてデータベース手段3
に保存することができる。そして、地質モデル中の指定
した領域の物性値を入力済みの物性値と関連付ける機能
を有し、さらに、地盤深さ方向における地震波速度勾配
を連続関数により補完して物性値を作成する機能、そし
て、補完した地震波速度勾配をウインドウW2に表示す
る機能を有している。
This geophysical property value definition program has a function of defining physical property values such as sound propagation velocity in the stratum or material rigidity and density for each layer, and the input physical property values are stored in the geophysical property value database DB2. Means 3
Can be stored in. Then, it has a function of associating the physical property value of the specified region in the geological model with the input physical property value, and further, a function of complementing the seismic velocity gradient in the ground depth direction with a continuous function to create a physical property value, and , And has a function of displaying the supplemented seismic velocity gradient in the window W2.

【0041】図6では、作成された地層モデルにおける
各地層に物性値を定義する処理について示している。ア
イコン「地質物性値データ読込」を選択指示したときの
ウインドウW2を表示している。各層に対する地質物性
を、例えば,岩盤、堆積層1、堆積層2、堆積層3など
から選択して、各地層に対応付ける。図では、最下層の
第1層について、「岩盤」を選択指示した状態を示して
いる。全ての地層について地質物性が対応付けられる
と、地質物性値データベースDB2から、指定された地
質物性に関する物性値が読み出され、該物性値が当該地
層に関連付けられる。
FIG. 6 shows a process of defining physical property values for each layer in the created stratum model. The window W2 when the icon "read geological property value data" is selected and instructed is displayed. The geophysical properties for each layer are selected from, for example, bedrock, sedimentary layer 1, sedimentary layer 2, sedimentary layer 3, and the like, and are associated with various layers. The figure shows a state in which "rock bed" is selected and instructed for the first layer, which is the lowest layer. When the geophysical properties are associated with all the geological formations, the physical property values regarding the designated geological physical properties are read from the geological physical property database DB2, and the physical property values are associated with the geological formation.

【0042】作成された地質モデルにおける各地層の物
性値が定義されると、次に、震源モデルの作成に入る
(ステップS3)。オペレータによって、アイコンM3
の「震源モデルの作成」が選択指示されると、制御手段
1は、記憶手段2から震源モデル作成プログラムを読み
出し、図7に示すように、表示手段4にウインドウW3
を表示する。
When the physical property values of each layer in the created geological model are defined, the preparation of a hypocenter model is started (step S3). Icon M3 by operator
When "create a hypocenter model" is selected and instructed, the control means 1 reads out the epicenter model creation program from the storage means 2 and, as shown in FIG.
Is displayed.

【0043】この震源モデル作成プログラムは、例え
ば、深さ方向に沿って特定された断層面に関する断層破
壊過程の入力によって、震源モデルを作成する機能を有
する。また、地質探査で人工地震を発生させる位置に複
数の点震源をモデル化する機能と任意の地震波形を入力
することができる機能とを有している。そして、地震モ
デル作成にあたっては、断層面上の各位置における破壊
振動波形を時刻暦で入力することにより、断層面上の滑
りに対する空間的及び時間的な分布挙動を入力すること
ができる。
The hypocenter model creating program has a function of creating a hypocenter model by inputting a fault rupture process relating to a fault plane specified along the depth direction, for example. Further, it has a function of modeling a plurality of point epicenters at a position where an artificial earthquake is generated by geological exploration and a function of inputting arbitrary seismic waveforms. Then, in creating an earthquake model, the spatial and temporal distribution behavior with respect to slip on the fault plane can be input by inputting the rupture vibration waveform at each position on the fault plane in the time history.

【0044】図7のウインドウW3では、xy軸面にお
ける断層面位置の指定を行っている様子を示しており、
その断層面の範囲を点線で示している。図8のウインド
ウW4では、ウインドウW3で示された断層面につい
て、断層面すべり分布の時刻暦変動の入力を行っている
様子を示している。その断層面について、時刻t1、t
2、t3における断層面内のすべり状態を矢印で入力し
ている。複数の点震源についても、その位置を、断層面
すべりによる震源モデル作成と同様にして入力すればよ
い。
The window W3 in FIG. 7 shows a state in which the tomographic plane position on the xy axis plane is specified.
The range of the fault plane is shown by the dotted line. A window W4 in FIG. 8 shows a state in which the time history variation of the fault plane slip distribution is input for the fault plane shown in the window W3. For the fault plane, time t1, t
The slip state in the fault plane at 2 and t3 is entered with an arrow. For multiple point hypocenters, their positions can be entered in the same way as when creating a hypocenter model by fault plane slip.

【0045】ここまでの操作処理において、作成された
地質モデルに対して、構成する地層について地質物性を
定義し、その地質モデルに想定する震源モデルを入力す
ることができた。ここで、地質波動伝播シミュレーショ
ンにおける解析処理に入ることになる(ステップS
4)。そこで、オペレータによって、アイコンM4の
「解析条件の定義及び解析実行」が選択指示されると、
制御手段1は、記憶手段2から解析条件の定義/解析実
行プログラムを読み出し、該プログラムを実行する。そ
して、表示手段4にウインドウW5を表示する。
In the operation processing up to this point, it was possible to define the geophysical properties of the strata constituting the created geological model and input the hypocenter model to be assumed in the geological model. Here, the analysis processing in the geological wave propagation simulation is started (step S
4). Therefore, when the operator selects and instructs the "definition of analysis conditions and analysis execution" of the icon M4,
The control means 1 reads an analysis condition definition / analysis execution program from the storage means 2 and executes the program. Then, the window W5 is displayed on the display means 4.

【0046】ウインドウW5には、シミュレーション時
間を定義するための入力欄と、シミュレーション出力間
隔を定義するための入力欄が表示される。図9では、シ
ミュレーション時間について20秒を、そしてシミュレ
ーション出力間隔について0.5秒を入力した状態を示
している。さらに、ウインドウW5には、シミュレーシ
ョン結果として地震動波形を採取したい位置を指定する
ために、アイコン「地震動波形採取位置の入力」が表示
される。このアイコンを選択指示し、採取位置ID1、
ID2、ID3を入力した後、アイコン「地震動波形採
取位置の表示」を選択すると、指定した採取位置ID
1、ID2、ID3が、作成された地質モデル上に記入
されて、ウインドウW5の〔地震動波形採取位置〕欄に
地質モデルが表示される。これにより、地質モデルの何
処を採取位置としたかを容易に把握できる。
In the window W5, an input field for defining the simulation time and an input field for defining the simulation output interval are displayed. FIG. 9 shows a state in which the simulation time is 20 seconds and the simulation output interval is 0.5 seconds. Further, in the window W5, an icon “input of seismic-motion waveform sampling position” is displayed in order to specify a position where the seismic-motion waveform is to be sampled as a simulation result. Select and instruct this icon to select the collection position ID1,
After inputting ID2 and ID3, select the icon "Display seismic wave waveform sampling position" to specify the specified sampling position ID
1, ID2, and ID3 are entered on the created geological model, and the geological model is displayed in the [seismic motion waveform sampling position] column of the window W5. With this, it is possible to easily grasp where in the geological model the sampling position is.

【0047】このようにして、地質波動伝播シミュレー
ションのための解析条件を定義することができたので、
ウインドウW5に表示されているアイコン「解析実行」
を選択指示する。制御手段1は、「解析実行」の指示を
受けて、記憶手段2から読み出した解析条件定義/解析
実行プログラムに従って、解析を開始する。そこで、作
成された地質モデルについて、前述した均一メッシュに
よる有限要素法で解析するために、メッシュ自動生成処
理を実行する。この自動生成処理では、地質モデルを構
成する各地層について、定義された地質物性に従って、
これらの地質物性に対応して予め設定された大きさの均
一メッシュを当て嵌める。
Since the analysis conditions for the geological wave propagation simulation could be defined in this way,
Icon "execute analysis" displayed in window W5
Select and instruct. The control means 1 receives the instruction of “analysis execution” and starts the analysis according to the analysis condition definition / analysis execution program read from the storage means 2. Therefore, in order to analyze the created geological model by the finite element method using the uniform mesh described above, the automatic mesh generation process is executed. In this automatic generation process, for each layer that makes up the geological model, according to the defined geophysical properties,
A uniform mesh having a size set in advance corresponding to these geophysical properties is fitted.

【0048】図10におけるウインドウW6の〔有限要
素法メッシュ自動生成〕欄には、均一メッシュが当て嵌
められた地質モデルが示されている。図10に示された
地質モデルでは、地質モデルを領域1と領域2に分け、
堆積層からなる第2層乃至第4層を領域1とし、岩盤か
らなる第1層を領域2としている。これは、例えば、音
の伝播速度の違いによってメッシュサイズを決めた場合
であり、堆積層では、音の伝播は遅いことから、メッシ
ュサイズを小さく、そして岩盤層では、それが早いこと
から、大きくしてある。
A geological model fitted with a uniform mesh is shown in the [Automatic finite element mesh generation] column of the window W6 in FIG. In the geological model shown in FIG. 10, the geological model is divided into a region 1 and a region 2,
The second to fourth layers composed of the sedimentary layers are defined as the area 1, and the first layer composed of bedrock is defined as the area 2. This is the case, for example, when the mesh size is determined by the difference in the velocity of sound propagation. In the sedimentary layer, the sound propagation is slow, so the mesh size is small, and in the bedrock, it is large, so it is large. I am doing it.

【0049】この様にしてメッシュ自動生成された地層
モデルをウインドウ6で確認し、表示されているアイコ
ン「了解」を選択指示すると、有限要素法メッシュ自動
生成が終了する。制御手段1は、この了解の指示を受
け、図2に示された均一メッシュ有限要素法による解析
処理フローに従って計算し、解析を実行する。次いで、
オペレータによって、アイコンM5の「結果表示」が選
択指示されると、制御手段1は、記憶手段2に格納され
た結果表示プログラムに従い、ステップS4において解
析された結果について、表示手段4の画面に出力する
(ステップS5)。
When the formation model automatically meshed in this manner is confirmed in the window 6 and the displayed icon "OK" is selected and instructed, the finite element method mesh automatic generation is terminated. The control means 1 receives the instruction of this understanding, calculates according to the analysis processing flow by the uniform mesh finite element method shown in FIG. 2, and executes the analysis. Then
When the operator selects and selects "result display" of the icon M5, the control means 1 outputs the result analyzed in step S4 to the screen of the display means 4 according to the result display program stored in the storage means 2. Yes (step S5).

【0050】この結果表示プログラムは、解析結果に基
づいて、指定した位置の地震動波形や地震波伝播図など
を表示する機能、さらに、作成した地震波伝播図の画像
をアニメーション表示する機能を有する。そして、作成
された画像ファイルデータDB3をデータベース手段3
に保存することができる。また、地震波伝播図出力で
は、コンタレベルの調整を行う機能も有している。
This result display program has a function of displaying a seismic motion waveform and a seismic wave propagation map at a specified position based on the analysis result, and further has a function of animating the created seismic wave propagation map image. Then, the created image file data DB3 is stored in the database means 3
Can be stored in. The seismic wave propagation map output also has the function of adjusting the contour level.

【0051】図11に、解析結果を表示する画面の例を
示している。その画面のウインドウW7には、アイコン
「地震動波形」と「地震波伝播図」が表示され、結果表
示を選択できるようになっている。ウインドウW7で
は、「地震動波形」を選択した場合を示している。図9
に示したウインドウW5で指定した地震動波形採取位置
ID1、ID2、ID3に対応して、その位置における
地震動波形図が、時間軸で表示される。
FIG. 11 shows an example of a screen displaying the analysis result. In the window W7 of the screen, icons "earthquake motion waveform" and "seismic wave propagation map" are displayed, and the result display can be selected. Window W7 shows the case where "earthquake motion waveform" is selected. Figure 9
Corresponding to the seismic-motion waveform sampling positions ID1, ID2, and ID3 designated in the window W5 shown in, the seismic-motion waveform chart at that position is displayed on the time axis.

【0052】また、アイコン「地震波伝播図」を選択指
示すると、制御手段1は、この指示を受けて、図12に
示されるように、ウインドウW8を表示する。ウインド
ウW8では、〔地震波伝播図〕欄に、作成された地層モ
デルにおける地表面と、その地層モデルの指定されたy
軸位置でのxz軸面内における深さ方向とについて、そ
の伝播の様子を表示する。
When the icon "seismic wave propagation map" is selected and instructed, the control means 1 receives this instruction and displays the window W8 as shown in FIG. In the window W8, in the [Seismic wave propagation map] column, the ground surface in the created stratum model and the designated y of the stratum model
The propagation state is displayed in the depth direction in the xz axis plane at the axial position.

【0053】ウインドウW8では、ステップS4で定義
された解析条件に従って表示されており、表示された地
震波伝播図は、10.5秒後における伝播状態を表わし
ている。そして、この伝播状態をアニメーション表示す
るには、アイコン「次へ」を選択すると、出力間隔0.
5秒毎に地震波伝播の様子が連続的に表示される。さら
に、ウインドウW8には、この地震波伝播図に関する画
像ファイルが、結果出力ファイル記号「C−OUT10
5」としてデータベース手段3に保存されたことが表示
される。また、この記号を入力すると、ウインドウW8
に再びこの地震波伝播図を表示することができる。
The window W8 is displayed according to the analysis conditions defined in step S4, and the displayed seismic wave propagation diagram shows the propagation state after 10.5 seconds. Then, in order to animate this propagation state, select the icon "Next" and output interval 0.
The state of seismic wave propagation is continuously displayed every 5 seconds. Further, in the window W8, the image file related to this seismic wave propagation map is displayed as a result output file symbol "C-OUT10".
5 ”is displayed as being stored in the database means 3. If you enter this symbol, the window W8
This seismic wave propagation map can be displayed again.

【0054】以上のように、地質波動伝播シミュレーシ
ョンにおける一連の処理手順について、地質モデル作
成、地質物性値の定義、震源モデルの作成、解析条件の
定義及び解析実行、そして結果表示の各ステップに分
け、表示画面における具体的ウインドウ表示例を参照し
ながら説明した。次に、各ステップによる処理手順につ
いて、図13乃至図17に示したフローチャートを参照
して説明する。
As described above, the series of processing steps in the geological wave propagation simulation are divided into the steps of geological model creation, geophysical property value definition, hypocenter model creation, analysis condition definition and analysis execution, and result display. The description has been given with reference to a specific window display example on the display screen. Next, the processing procedure of each step will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

【0055】図13は、図3に示したステップS1の地
質モデルの作成に関する処理フローを示している。先
ず、データベース手段3に地質モデルデータDB1が保
存されている場合には(ステップS11)、ウインドウ
W1に表示されたアイコン「地質モデルデータ読込」を
選択し(Y)、地質モデルデータDB1からデータを読
み込み(ステップS12)、次のステップS13に進
む。地質モデルデータベースが保存されていない場合
(N)には、即、次のステップS13に進む。
FIG. 13 shows a processing flow relating to the creation of the geological model in step S1 shown in FIG. First, when the geological model data DB1 is stored in the database means 3 (step S11), the icon "read geological model data" displayed in the window W1 is selected (Y), and data is read from the geological model data DB1. Read (step S12), and proceed to the next step S13. If the geological model database is not stored (N), the process immediately proceeds to the next step S13.

【0056】ステップS13では、今回シミュレーショ
ンしようとしている各地層からなる地質モデルを作成す
るために、データベース手段3に格納されているボーリ
ングデータ等のデータベースDB4を読み込んで、地表
面からの深さ方向における地層の境界位置を入力する。
そこで、地層の境界位置が入力されると、各地層の境界
面を算出することができる(ステップS14)。
In step S13, in order to create a geological model consisting of various layers to be simulated this time, the database DB4 such as boring data stored in the database means 3 is read in the depth direction from the ground surface. Enter the boundary position of the stratum.
Therefore, when the boundary position of the stratum is input, the boundary surface of each stratum can be calculated (step S14).

【0057】そして、ウインドウW1に示されるよう
に、地質モデルにおける第1層乃至第4層について、そ
れらの層の境界面が特定され、その境界が3次元表示さ
れる(ステップS15)。地質モデルの全ての地層につ
いて、処理が終了するまでステップS13に戻ってモデ
リングを行うが(ステップS16)、この地質モデルに
ついてモデリングが終了すると(Y)、ここで得られた
地質モデルデータを、データベース手段3内に地質モデ
ルデータベースDB1として保存する(ステップS1
7)。保存終了によってステップS1の地質モデルの作
成処理は終了する。
Then, as shown in the window W1, for the first to fourth layers in the geological model, the boundary surfaces of these layers are specified, and the boundaries are three-dimensionally displayed (step S15). For all geological layers of the geological model, the process returns to step S13 to perform modeling until the processing is completed (step S16). When the modeling is completed for this geological model (Y), the geological model data obtained here is stored in the database. It is stored in the means 3 as a geological model database DB1 (step S1).
7). When the storage is completed, the geological model creation process in step S1 ends.

【0058】次に、地質モデルが作成されると、ステッ
プS2に進み、地質物性値の定義に関する処理が行われ
る。その処理フローを図14に示す。先ず、ここで、作
成された地質モデルについて、特に地質物性値を定義し
ない場合には(ステップS21のN)、データベース手
段3に格納されている地質物性値データベースDB2か
ら所定の物性値データを読み出し、地質モデルの各地層
に対応付ける(ステップS25)。
Next, when the geological model is created, the process proceeds to step S2, and the process relating to the definition of the geological physical property value is performed. The processing flow is shown in FIG. First, in the created geological model, if the geological property value is not particularly defined (N in step S21), the predetermined physical property value data is read from the geological property value database DB2 stored in the database means 3. The geological model is associated with each layer (step S25).

【0059】一方、作成された地質モデルに対して地質
物性値を定義する場合には(ステップS21のY)、音
速などを定義する(ステップS22)。このとき、音速
などの入力データは、地質物性値データベースDB2に
保存される。さらに、地震波速度勾配を定義する場合に
は(ステップ23)、地震波速度勾配の定義が行われ
(ステップS24)、音速などの定義でも行ったよう
に、定義された地震波速度勾配は、地質物性値データベ
ースDB2に保存される。
On the other hand, when defining the geophysical property values for the created geological model (Y in step S21), the speed of sound is defined (step S22). At this time, the input data such as the speed of sound is stored in the geophysical property value database DB2. Furthermore, when the seismic velocity gradient is defined (step 23), the seismic velocity gradient is defined (step S24), and the defined seismic velocity gradient is defined as the geophysical property value, as in the definition of the sound velocity. It is stored in the database DB2.

【0060】そして、ここで定義された物性値、又は地
質物性値データベースDB2からの所定の物性値を作成
された地質モデルのモデル領域に当て嵌める(ステップ
S25)。そこで、地質モデルの領域内に物性値が嵌め
込まれると、物性値の表示を行う(ステップS26)。
地質モデルの領域全てに物性値が嵌め込まれるまで、ス
テップS25に戻って物性値の当て嵌め処理を行い、地
質物性値定義処理を終了する。
Then, the physical property value defined here or a predetermined physical property value from the geological property value database DB2 is applied to the model region of the created geological model (step S25). Therefore, when the physical property value is fitted into the area of the geological model, the physical property value is displayed (step S26).
Until the physical property values are fitted to the entire area of the geological model, the process returns to step S25, the physical property value fitting process is performed, and the geological physical property value definition process ends.

【0061】作成された地質モデルについて、モデル領
域への物性値の当て嵌めが終了すると、次に、ステップ
S3の震源モデル作成処理に進む。この震源モデル作成
処理のフローを図15に示す。震源モデル作成処理で
は、断層面破壊モデルの作成と、点震源モデルの作成と
に分かれる。
When the fitting of the physical property values to the model area of the created geological model is completed, the process goes to the hypocenter model creating process of step S3. The flow of this epicenter model creation processing is shown in FIG. The hypocenter model creation process is divided into the creation of a fault plane rupture model and the creation of a point epicenter model.

【0062】断層面破壊モデルの作成の場合には、ウイ
ンドウW3に示したように、断層面の定義がなされる
(ステップS31)。次いで、この断層面における震源
分布の定義が行われる(ステップS32)。ウインドウ
W4に示した例では、震源分布として、断層面すべり分
布を時刻暦変動で入力している。
In the case of creating the tomographic plane destruction model, the tomographic plane is defined as shown in the window W3 (step S31). Next, the epicenter distribution on this fault plane is defined (step S32). In the example shown in the window W4, the fault plane slip distribution is input as a hypocenter distribution by time-series fluctuation.

【0063】そして、データベース手段3に格納されて
いる波形ファイルDB5を入力し(ステップS33)、
断層面破壊モデルの作成処理を終了する。一方,点震源
モデルの作成処理を行う場合には、ウインドウW4に表
示された「点震源の入力」を選択して、点震源位置の定
義を行う(ステップS34)。そして、波形ファイルD
B6をデータベース手段3から読み出し、入力し(ステ
ップS35)、点震源モデルの作成処理を終了する。
Then, the waveform file DB5 stored in the database means 3 is input (step S33),
The creation process of the fault plane rupture model ends. On the other hand, when the point source model creation process is performed, the "input point source" displayed in the window W4 is selected to define the point source position (step S34). And the waveform file D
B6 is read out from the database means 3 and input (step S35), and the point source model creation processing ends.

【0064】次に、ステップS4の解析条件の定義及び
解析実行に関する処理に進む。この処理についてのフロ
ーを図16に示す。先ず、シミュレーションに必要な解
析時間の定義を行う(ステップS41)。ウインドウW
5に示した例では、解析時間として、20.0秒を入力
している。その入力の後、地震波伝播図の出力間隔の定
義を行う(ステップS42)。ウインドウW5に示した
例では、その間隔として、0.5秒を入力している。
Next, the processing relating to the definition of analysis conditions and the execution of analysis in step S4 is performed. The flow of this processing is shown in FIG. First, the analysis time required for simulation is defined (step S41). Window W
In the example shown in FIG. 5, 20.0 seconds is input as the analysis time. After the input, the output interval of the seismic wave propagation map is defined (step S42). In the example shown in the window W5, 0.5 seconds is input as the interval.

【0065】次いで,地震動波形を採取する必要がある
場合には(ステップS43のY)、地震動波形を必要と
する採取位置を定義する(ステップS44)。ウインド
ウW5に示した例によれば、その採取位置は、ID1、
ID2、ID3で表示されている。そして、作成された
地質モデルについて、均一メッシュによる有限要素法で
解析するために、自動的にメッシュ生成を行う(ステッ
プS45)。このメッシュ生成に際して、入力された領
域毎の地質物性に対応し、同一の地質物性の領域につい
ては、均一メッシュを当て嵌め、複数の領域間におい
て、異なる地質物性の領域については、大きさの異なる
均一メッシュを当て嵌める。ウインドウW6に、メッシ
ュ生成された地質モデルの例が示されている。
Next, when it is necessary to collect the seismic motion waveform (Y in step S43), the sampling position that requires the seismic motion waveform is defined (step S44). According to the example shown in the window W5, the sampling position is ID1,
It is displayed as ID2 and ID3. Then, in order to analyze the created geological model by the finite element method using a uniform mesh, mesh generation is automatically performed (step S45). When generating this mesh, it corresponds to the input geophysical properties of each region, a uniform mesh is applied to the regions of the same geophysical properties, and the size of the regions of different geophysical properties is different between the multiple regions. Fit a uniform mesh. An example of a mesh-generated geological model is shown in the window W6.

【0066】次いで、図2に示される解析計算の処理フ
ローに従って、有限要素法による解析が実行され(ステ
ップS46)、解析条件の定義及び解析実行処理のステ
ップは終了する。解析実行処理が終了すると、次に、ス
テップS5の結果表示処理に進む。この結果表示処理の
フローを図17に示す。
Then, according to the processing flow of the analysis calculation shown in FIG. 2, the analysis by the finite element method is executed (step S46), and the step of the definition of the analysis condition and the analysis execution processing is completed. When the analysis execution process ends, the process proceeds to the result display process of step S5. The flow of this result display processing is shown in FIG.

【0067】結果表示処理のフローは、地震動波形表示
の場合と、地震波伝播図表示の場合とに分けられる。地
震動波形表示の場合には、先ず、解析計算の結果に基づ
いて、対応する波形の表示データを選択し(ステップS
51)、さらに、波形の表示時間及び振幅スケールなど
を調整した後(ステップS52)、ウインドウW7に示
された例のように、指定した採取位置毎に、地震動波形
が表示される(ステップS53)。
The flow of the result display processing is divided into the case of displaying the seismic motion waveform and the case of displaying the seismic wave propagation diagram. In the case of seismic motion waveform display, first, the display data of the corresponding waveform is selected based on the result of the analytical calculation (step S
51) Further, after adjusting the waveform display time, the amplitude scale, etc. (step S52), the seismic-motion waveform is displayed for each designated sampling position as in the example shown in the window W7 (step S53). .

【0068】地震波伝播図表示の場合には、先ず、伝播
図のコンタ値スケール及び色数の調整が行われる(ステ
ップS54)。ここで、地震波伝播図のアニメーション
表示を行うか否かで処理フローが分かれる(ステップS
55)。アニメーション表示する場合には(Y)、地震
波伝播データについてアニメーション表示処理を行い、
ウインドウW8に地震波伝播のアニメーション表示を行
う。そして、ここで作成されたアニメーションファイル
を保存する場合(ステップS57)、アニメーションフ
ァイルを出力して(ステップS58)、結果表示処理の
ステップを終了する。
In the case of displaying the seismic wave propagation map, first, the contour value scale and the number of colors of the propagation map are adjusted (step S54). Here, the processing flow is divided depending on whether or not the animation of the seismic wave propagation map is displayed (step S
55). When displaying an animation (Y), animation display processing is performed on the seismic wave propagation data,
Animation of seismic wave propagation is displayed in window W8. Then, when the animation file created here is stored (step S57), the animation file is output (step S58), and the step of the result display processing is ended.

【0069】ステップS55で、アニメーション表示し
ない場合(N)、ウインドウW8にどのタイミングの地
震波伝播図を表示するのか選択される(ステップS5
9)。そこで指定された地震波伝播図が表示される(ス
テップS60)。再度指定されれば、その指定された地
震波伝播図を表示する。ここで、地震波伝播図の表示は
終了するが、作成された地震波伝播図の画像ファイルを
保存する場合(ステップS61)、その画像ファイルを
出力して(ステップS62)、結果表示処理のステップ
を終了する。
In step S55, when the animation is not displayed (N), it is selected at what timing the seismic wave propagation map is displayed in the window W8 (step S5).
9). The seismic wave propagation map designated there is displayed (step S60). If specified again, the specified seismic wave propagation map is displayed. Here, although the display of the seismic wave propagation map ends, if the created image file of the seismic wave propagation map is saved (step S61), the image file is output (step S62), and the step of the result display process ends. To do.

【0070】これで、地質波動伝播シミュレーションシ
ステムにおける一連の処理作業が終了する。以上のよう
に、本実施形態によれば、地層の境界条件を入力するこ
とにより地質モデルを作成し、該地質モデルの各領域に
地質物性を関連付けることができ、該地質モデルにおけ
るメッシュ生成に際して、入力された領域毎の地質物性
に対応し、同一の地質物性の領域については、均一メッ
シュを当て嵌め、複数の領域間において異なる地質物性
の領域については、大きさの異なる均一メッシュを当て
嵌めることにより均一メッシュの自動生成を行うことに
より、有限要素法による地質モデルの3次元シミュレー
ション解析を行うことができる地質波動伝播シミュレー
ションシステムとした。
This completes a series of processing operations in the geological wave propagation simulation system. As described above, according to the present embodiment, a geological model is created by inputting boundary conditions of the stratum, and geological physical properties can be associated with each region of the geological model, and when the mesh is generated in the geological model, Corresponding to the entered geophysical properties, apply a uniform mesh for regions with the same geophysical properties, and apply uniform meshes of different sizes for regions with different geophysical properties between multiple regions. By the automatic generation of a uniform mesh by using, a geological wave propagation simulation system that can perform a three-dimensional simulation analysis of a geological model by the finite element method was created.

【0071】そして、有限要素法解析に均一メッシュ生
成を採用したことにより、メッシュ形状に係るパラメー
タを大幅に少なくでき、データ圧縮が可能であり、メモ
リ消費を押さえることができ、しかも、オペレータの入
力作業量を軽減できる。さらに、均一メッシュによる有
限要素法解析により、従来困難であった地質モデルの3
次元シミュレーション解析を実現でき、しかも、その解
析効率を向上することができた。
By adopting the uniform mesh generation for the finite element method analysis, the parameters relating to the mesh shape can be greatly reduced, data compression can be performed, memory consumption can be suppressed, and the operator's input The amount of work can be reduced. Furthermore, by the finite element method analysis using a uniform mesh, 3
The dimensional simulation analysis could be realized and the analysis efficiency could be improved.

【0072】また、処理操作には、GUI操作画面を利
用し、地質モデル作成、地質物性値定義、震源モデル作
成、解析条件定義/解析実行、そして結果表示の各プロ
グラムを用意したので、地質モデルのシミュレーション
処理を簡単化することができ、入力作業を軽減でき、し
かも、シミュレーション処理の自動化を図ることができ
た。
For the processing operation, the GUI operation screen is used, and the programs for creating the geological model, defining the geological property values, creating the epicenter model, defining the analysis conditions / executing the analysis, and displaying the results are prepared. It was possible to simplify the simulation process of, reduce the input work, and automate the simulation process.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、地質波
動伝播解析に特化し、有限要素法を用いた3次元解析を
容易に行え、オペレータの作業量を軽減化した地質波動
伝播シミュレーションシステムを構築することができ、
そのシミュレーションシステムを実行するプログラムを
記録した記録媒体を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the geological wave propagation simulation is specialized in the geological wave propagation analysis, the three-dimensional analysis using the finite element method can be easily performed, and the workload of the operator is reduced. The system can be built,
It is possible to provide a recording medium recording a program that executes the simulation system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態による地質波動伝播シミュレーショ
ンシステムの概略ブロック構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic block configuration of a geological wave propagation simulation system according to the present embodiment.

【図2】本実施形態による均一メッシュ有限要素法を用
いた解析処理を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an analysis process using the uniform mesh finite element method according to the present embodiment.

【図3】本実施形態による地質波動伝播シミュレーショ
ンシステムの概略システムフローを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic system flow of a geological wave propagation simulation system according to the present embodiment.

【図4】解析時におけるGUI操作の初期画面を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an initial screen of GUI operation during analysis.

【図5】地質モデル作成時の画面表示例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a screen display example when a geological model is created.

【図6】地質物性値の定義時の画面表示例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a screen display example when defining geophysical property values.

【図7】震源モデル作成時の画面表示例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a screen display when creating a hypocenter model.

【図8】震源モデル作成における断層面を時間軸で表し
た画面表示例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a screen display example in which a fault plane is represented by a time axis in creating a hypocenter model.

【図9】地質モデル中の地震動波形採取位置を表わした
画面表示例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a screen display showing a seismic-motion waveform sampling position in a geological model.

【図10】有限要素法メッシュ自動生成の様子を説明す
る画面表示例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a screen display example for explaining the automatic generation of a finite element method mesh.

【図11】解析結果として指定位置の地震動波形を表わ
した画面表示例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a screen display example showing a seismic motion waveform at a designated position as an analysis result.

【図12】解析結果として地震波伝播図を表示した画面
表示例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a screen display example in which a seismic wave propagation diagram is displayed as an analysis result.

【図13】図3のステップS1の処理フローを示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a processing flow of step S1 of FIG.

【図14】図3のステップS2の処理フローを示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing a processing flow of step S2 of FIG.

【図15】図3のステップS3の処理フローを示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing a processing flow of step S3 of FIG.

【図16】図3のステップS4の処理フローを示す図で
ある。
16 is a diagram showing a processing flow of step S4 of FIG.

【図17】図3のステップS5の処理フローを示す図で
ある。
17 is a diagram showing a processing flow of step S5 of FIG.

【符号の説明】 1…制御手段 2…記憶手段 3…データベース手段 4…表示手段 5…操作手段 6…出力手段 7…送受信手段 M1〜M5…操作メニュー W1〜W8…ウインドウ[Explanation of symbols] 1 ... Control means 2 ... storage means 3 ... Database means 4 ... Display means 5 ... Operation means 6 ... Output means 7 ... Transmission / reception means M1-M5 ... Operation menu W1-W8 ... window

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01V 1/30 G06F 19/00 110 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01V 1/30 G06F 19/00 110

Claims (26)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 有限要素法により地質モデルの波動伝播
解析を行う地質波動伝播シミュレーションシステムであ
って、 地質波動伝播の対象となる地質モデルを作成する地質モ
デル作成手段と、 前記地質モデル中における複数の領域に対して地質物性
値を夫々定義する地質物性値定義手段と、 前記地質モデルに入力する震源モデルを作成する震源モ
デル作成手段と、 前記地質物性値が定義された前記地質モデルの領域につ
いて均一メッシュを自動作成し、該メッシュを用いて、
前記震源モデルと解析条件に従い地質波動伝播シミュレ
ーションを実行するシミュレーション実行手段と、 前記地質モデルと、前記シミュレーション実行手段によ
る解析結果を表示する表示手段とを有する地質波動伝播
シミュレーションシステム。
1. A geological wave propagation simulation system for performing wave propagation analysis of a geological model by the finite element method, comprising: a geological model creating means for creating a geological model to be the target of geological wave propagation ; Geophysical property value defining means for defining the geophysical property value for each region, a hypocenter model creating means for creating a hypocenter model to be input to the geological model, and the region of the geological model in which the geophysical property value is defined A uniform mesh is automatically created, and using this mesh,
A geological wave propagation simulation system comprising: simulation executing means for executing geological wave propagation simulation according to the hypocenter model and analysis conditions; the geological model; and display means for displaying an analysis result by the simulation executing means.
【請求項2】 前記表示手段は、GUI操作画面を有
し、該操作画面の表示に従って、少なくとも前記地質モ
デルの作成、前記地質物性値の定義、震源モデルの作
成、前記解析条件の定義、シミュレーション実行指示、
解析結果表示を行う請求項1に記載の地質波動伝播シミ
ュレーションシステム。
2. The display means has a GUI operation screen, and according to the display of the operation screen, at least the creation of the geological model, the definition of the geological physical property value, the creation of the epicenter model, the definition of the analysis condition, and the simulation. Execution instructions,
The geological wave propagation simulation system according to claim 1, which displays an analysis result.
【請求項3】 前記シミュレーション実行手段は、当て
嵌められた前記地質物性値が同一な前記地質モデルの領
域について、均一メッシュを自動作成する請求項1に記
載の地質波動伝播シミュレーションシステム。
3. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the simulation executing unit automatically creates a uniform mesh for the fitted regions of the geological model having the same geological property values.
【請求項4】 前記シミュレーション実行手段は、当て
嵌められた前記地質物性値が異なる前記地質モデルの領
域について、メッシュの大きさが異なる前記均一メッシ
ュを自動作成する請求項3に記載の地質波動伝播シミュ
レーションシステム。
4. The geological wave propagation according to claim 3, wherein the simulation executing unit automatically creates the uniform meshes having different mesh sizes for the fitted regions of the geological model having different geological property values. Simulation system.
【請求項5】 前記均一メッシュの形状が、正立方体で
ある請求項4に記載の地質波動伝播シミュレーションシ
ステム。
5. The geological wave propagation simulation system according to claim 4, wherein the shape of the uniform mesh is a cube.
【請求項6】 前記地質モデル作成手段は、複数の地表
面位置からの深さ方向の地層境界データに基づいて、3
次元地質モデルを自動作成する請求項1に記載の地質波
動伝播シミュレーションシステム。
6. The geological model creating means calculates 3 based on stratum boundary data in a depth direction from a plurality of ground surface positions.
The geological wave propagation simulation system according to claim 1, which automatically creates a three-dimensional geological model.
【請求項7】 前記地層境界データが、ボーリングデー
タである請求項6に記載の地質波動伝播シミュレーショ
ンシステム。
7. The geological wave propagation simulation system according to claim 6, wherein the geological boundary data is boring data.
【請求項8】 前記地質モデル作成手段は、保存されて
いる地質モデルデータに基づいて、3次元地質モデルを
作成する請求項1に記載の地質波動伝播シミュレーショ
ンシステム。
8. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the geological model creating means creates a three-dimensional geological model based on the stored geological model data.
【請求項9】 前記地質物性値定義手段は、地盤深さ方
向の地震速度勾配を連続関数により補完して地質物性値
を作成する請求項1に記載の地質波動伝播シミュレーシ
ョンシステム。
9. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the geophysical property value defining means creates a geophysical property value by complementing the seismic velocity gradient in the depth direction with a continuous function.
【請求項10】 前記震源モデル作成手段は、断層破壊
過程の入力により前記震源モデルを作成する請求項1に
記載の地質波動伝播シミュレーションシステム。
10. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the hypocenter model creating unit creates the hypocenter model by inputting a fault rupture process.
【請求項11】 前記震源モデル作成手段は、断層面上
のすべりに対する空間的及び時間的分布挙動の入力によ
り前記震源モデルを作成する請求項10に記載の地質波
動伝播シミュレーションシステム。
11. The geological wave propagation simulation system according to claim 10, wherein the seismic source model creating means creates the seismic source model by inputting spatial and temporal distribution behavior with respect to a slip on a fault plane.
【請求項12】 前記震源モデル作成手段は、所定の地
震波形の入力により前記震源モデルを作成する請求項1
に記載の地質波動伝播シミュレーションシステム。
12. The hypocenter model creating means creates the hypocenter model by inputting a predetermined earthquake waveform.
The geological wave propagation simulation system described in.
【請求項13】 前記震源モデル作成手段は、前記地質
モデル内の指定された位置に点震源モデルを作成する請
求項1に記載の地質波動伝播シミュレーションシステ
ム。
13. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the source model creating means creates a point source model at a designated position in the geological model.
【請求項14】 前記表示手段は、前記地質モデルの地
表面において指定された位置の地震動波形を表示する請
求項1に記載の地質波動伝播シミュレーションシステ
ム。
14. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the display means displays a seismic wave waveform at a position designated on the ground surface of the geological model.
【請求項15】 前記表示手段は、前記地質モデル内の
指定された面における地震波伝播図をアニメーション表
示する請求項1に記載の地質波動伝播シミュレーション
システム。
15. The geological wave propagation simulation system according to claim 1, wherein the display means displays an animation of a seismic wave propagation map on a designated surface in the geological model.
【請求項16】 地質波動伝播の対象となる地質モデル
を作成し、 前記地質モデル中における複数の領域に対して地質物性
値を夫々定義し、 前記地質モデルに入力する震源モデルを作成し、 前記地質物性値が定義された前記地質モデルの領域につ
いて均一メッシュを自動作成し、該メッシュを用いて、
前記震源モデルと解析条件に従い地質波動伝播シミュレ
ーションを実行し、 前記地質モデルと、前記シミュレーション実行手段によ
る解析結果を表示し、有限要素法解析により前記地質モ
デルの地質波動伝播シミュレーションを実行するプログ
ラムを記録したプログラム記録媒体。
16. Create a subject to geological model of geologic wave propagation, the geological property values respectively defined for the plurality of areas during the geological model, to create a source model to be input to the geological model, the A uniform mesh is automatically created for the area of the geological model in which the geophysical property values are defined, and using the mesh,
A geological wave propagation simulation is executed according to the hypocenter model and analysis conditions, the geological model and the analysis result by the simulation executing means are displayed, and a program for executing the geological wave propagation simulation of the geological model by finite element method analysis is recorded. Program recording medium.
【請求項17】 GUI操作画面の表示に従って、少な
くとも前記地質モデルの作成、前記地質物性値の定義、
震源モデルの作成、前記解析条件の定義、シミュレーシ
ョン実行指示、解析結果表示を行う請求項16に記載の
プログラム記録媒体。
17. At least creation of the geological model, definition of the geophysical property values, according to display of a GUI operation screen,
The program recording medium according to claim 16, wherein a hypocenter model is created, the analysis condition is defined, a simulation execution instruction is given, and an analysis result is displayed.
【請求項18】 当て嵌められた前記地質物性値が同一
な前記地質モデルの領域について、均一メッシュを自動
作成し、当て嵌められた前記地質物性値が異なる前記地
質モデルの領域について、メッシュの大きさが異なる前
記均一メッシュとする請求項16に記載のプログラム記
録媒体。
18. A mesh size is automatically created for regions of the geological model having the same fitted geophysical property values, and mesh sizes of regions of the fitted geological model having different geophysical property values are automatically generated. The program recording medium according to claim 16, wherein the uniform meshes having different sizes are used.
【請求項19】 複数の地表面位置からの深さ方向の地
層境界データに基づいて、3次元の地質モデルを自動作
成する請求項16に記載のプログラム記録媒体。
19. The program recording medium according to claim 16, wherein a three-dimensional geological model is automatically created based on stratum boundary data in the depth direction from a plurality of ground surface positions.
【請求項20】 地盤深さ方向の地震速度勾配を連続関
数により補完して前記地質物性値を作成する請求項16
に記載のプログラム記録媒体。
20. The geophysical property value is created by complementing the seismic velocity gradient in the depth direction with a continuous function.
The program recording medium according to 1.
【請求項21】 断層破壊過程の入力により前記震源モ
デルを作成する請求項16に記載のプログラム記録媒
体。
21. The program recording medium according to claim 16, wherein the hypocenter model is created by inputting a fault rupture process.
【請求項22】 断層面上のすべりに対する空間的及び
時間的分布挙動の入力により前記震源モデルを作成する
請求項21に記載のプログラム記録媒体。
22. The program recording medium according to claim 21, wherein the seismic source model is created by inputting spatial and temporal distribution behavior with respect to a slip on a fault plane.
【請求項23】 所定の地震波形の入力により前記震源
モデルを作成する請求項16に記載のプログラム記録媒
体。
23. The program recording medium according to claim 16, wherein the epicenter model is created by inputting a predetermined earthquake waveform.
【請求項24】 前記地質モデル内の指定された位置に
点震源モデルを作成する請求項16に記載のプログラム
記録媒体。
24. The program recording medium according to claim 16, wherein a point source model is created at a designated position in the geological model.
【請求項25】 前記地質モデルの地表面において指定
された位置の地震動波形を表示する請求項16に記載の
プログラム記録媒体。
25. The program recording medium according to claim 16, wherein a seismic motion waveform at a position designated on the ground surface of the geological model is displayed.
【請求項26】 前記地質モデル内の指定された面にお
ける地震波伝播図をアニメーション表示する請求項16
に記載のプログラム記録媒体。
26. The seismic wave propagation map on a designated surface in the geological model is displayed as an animation.
The program recording medium according to 1.
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