도시의 통합 지진 시뮬레이션과 센싱
지진 피해 평가의 신뢰도를 높여 효과적인 지진 방재·감재 수단으로써 시뮬레이션(Integrated Earthquake Simulation, IES)이 개발되고 있다. IES는 대상 도시에 대해 지점별 지진동과 전체 건물·구조물의 손상을 계산하는 시뮬레이션이다.
IES에는 대규모 수치 계산이 필요하다. 현재 케이 컴퓨터(일본 이화학연구소에 설치된 슈퍼컴퓨터)와 같은 대형 병렬 계산기가 개발되고 있어 필요한 대규모 수치 계산을 실행하는 것이 가능해졌다. 또한, IES는 도시 모델이 필요하다. 이 때문에 IES는 지반이나 건물·구조물 한 동 한 동의 해석 모델이 집합된 도시모델을 구축하는 기능이 있다. 시뮬레이션 결과의 신뢰도는 이 도시 모델의 품질에 좌우되며, 도시 모델의 품질을 향상시키기 위해 넓은 의미에서의 센싱이 필수이다. 구체적인 예로, 케이 컴퓨터 프로젝트에서 이루어진 센다이의 IES 연구 성과를 소개한다.
센다이 IES는 지진이 일으키는 쓰나미에 의한 피해 평가도 염두에 두고 있다. 센다이 연안 일부를 대상으로 지진과 쓰나미가 복합된 재해를 계산하는 코드 프로토타입이 개발되었다. 이 프로토타입에서는 건물 한 동 한 동에 대한 비선형 지진 응답을 계산하기 위한 해석 모델과 쓰나미가 시가지에 침입하는 상황을 계산하기 위한 시가지 해석 모델이 구축되고 있다. 지진응답의 시뮬레이션과 쓰나미 침입의 시뮬레이션을 연성하는 것이 가능해졌다.
시뮬레이션 기반 재해 평가의 이점은 해석 모델을 바꾸기만 하면 다양한 상황을 고려한 피해 평가가 가능하다는 점이다. 케이 컴퓨터 프로젝트의 경우, 지진 응답과 쓰나미 침입을 연계함으로써 지진동에 의해 건물이 손상된 경우와 손상이 없었던 경우에 쓰나미의 시가지 침입 상황 차이가 계산된다. 또한, 건물 지진 응답과 쓰나미 침입 해석 모델 품질은 결코 높은 것은 아니다. 지진과 쓰나미 평가 신뢰도를 높이려면 해석 모델 품질 향상이 필수이다. 그러나 세계 유수의 슈퍼컴퓨터인 케이 컴퓨터를 사용한 IES가 이것을 할 수 있을 지는 주목할 만한 가치가 있을 것이다.
