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Users Report  用户介绍/第97回
冲绳用户特集 1

琉球大学
工学部 环境建设工学科 水工学研究室


海啸的对应属于紧急课题、可为大洋州作出贡献
与微型超级计算机连接,以高度解析、模拟为目标

 User Information
琉球大学 工学部 环境建设工学科 水工学研究室
URL● http://suikou.tec.u-ryukyu.ac.jp/
所在地● 冲绳县中头郡西原町
研究内容● 以海啸为首对应水相关的模拟海啸

FORUM8设立于1987年5月。受大家眷顾今年迎来了公司成立25周年。作为纪念活动的一环,这次本单元(「用户ー介绍」)介绍「冲绳县」的用户特辑。
冲绳回归本土(1972年5月)40年。在这个跨时代的一年中,重新对冲绳的位置赋予了重要地位,或者为了我们自己将注意力集中在应该考虑的各类问题上。一方面,本公司在创立初期便建立业务往来的许多用户都在冲绳拥有据点,用户运用先进的信息通信技术(ICT)导入本公司产品,挑战新的领域。
此间,反应了环绕的自然及地理、社会环境的特性,基于各自独特的视点,对展开事业和研究活动的3家用户进行了采访。在介绍各用户最新研究的同时,也希望通过这些可以了解到冲绳现在的面貌。


 过去的5月25日和26日两日里,「第6届太平洋岛屿峰会」在冲绳县名护市召开。这是太平洋岛屿国家及地域直面各类问题的首脑级会议,包括意见交换,构筑紧密的协作关系。由日本主动参与从1997年起每3年召开一次。

 日本主办了迄今为止的该峰会所有会议,较太平洋岛屿国家有率先支援的背景。这次会议,围绕该地域在国际地位的急速变化,今后日本在其中希望发挥的作用变得尤为重要,也给此次会议赋予了新的印象。

 这次冲绳特集最先要介绍的用户是琉球大学工学部环境建设工学科。其中,聚焦在仲座荣三教授指导的「水工学研究室」。

 琉球大学是冲绳县唯一的国立大学法人。而且,也是该县内唯一设有工学部的大学。基于这样的情况,周边地域发生灾害等问题时,作为专业人员会被要求进行对应,同时也会被提许多技术性问题,从侧面来说也负责了县内的咨询功能。

 实际上,在东日本大震灾以后对海啸等对应的研究作为最优先课题被摆上议事日程。同时,上述岛国峰会相关对大洋州的贡献,也是该大学投入力气的活动之一。通过将这些具体化,该大学开始关注FORUM8的三维实时VR软件「UC-win/Road」、建筑环境的避难模型「buildingEXODUS」、雨水流出解析、泛滥解析软件「xpswmm」。并考虑在今年真正将其投入应用。

▲琉球大学工学部 环境建设工学科 水工学研究室 仲座荣三 教授


 水工学研究室的地位和研究内容

 琉球大学的历史可以追溯到1950年。美国军政府管辖下,被战火烧失的首里城跡地设立了英语学部、教育学部、社会科学部、理学部、农学部、及应用学艺学部共6学部的构成。

 之后,在美国密歇根州立大学的协助下,通过研究成果标榜为地域作出贡献。在不断组织调整和扩大过程中,1966年琉球政府立大学,在冲绳归还到本土的1972年成立国立大学,从2004年起作为现行国立大学法人再编。目前,包括法文学部、观光产业科学部、教育学部、理学部、医学部、工学部、农学部―共7个学部外,还设置了人文社会科学、观光科学、教育学、临床心理学、医学、保健学、理工学、农学、法务的研究科还成立了大学院。

 其中,工学部由机械系统工学科、环境建设工学科、电气电子工学科、信息工学科构成。另外,环境建设工学科还分为土木课程和建筑课程。

 仲座荣三教授主要担当其中土木课程的海岸工学、海洋环境、流体力学等。他指导的水工学研究室中还进行大气、河流、海洋洋流、包含其生态系统的地球环境、或防灾相关研究,实验室、野外的观测、通过计算机进行模拟的基础研究。东日本大震灾以后,尤其是冲绳对海啸的对应作为紧急研究课题被达命令,在研究活动中所占比重变得非常大。


 支撑研究的实验施设、ICT应用

 琉球大学设置有复数个学内共同利用施设,2008年开业的「岛屿防灾研究中」是其中之一。

 冲绳县远离国内其他地域,亚热带环境下的岛屿群组成等,自然和地理环境方面都与其他县有相当的差异特征。利用这些特异性致力于防灾研究,该中心的活动有国内外广泛领域的研究者、专家的参与。各种研究成果通过Web站点进行公开外,还召开研讨会等,积极从事相关普及和启发。

 曾担任第一代中心主任的便是仲座荣三教授,现在是该中心担当的学长辅佐兼容教员,支撑着中心的运营。

▲岛屿防灾研究中心

 此外,研究室拥有独自的实验施设。人工制造波浪、河流的流动,它们与建筑物、海岸等构造物碰撞时会变成怎样,使用模型进行实验。对其流程运用传感器进行测定,采集分析数据。通过实验得到的成果与研究室的模拟相关联。

 该中心引以为豪的另一个设备是今年3月设置的微型超级计算机「防灾模拟器“荣:Ei”」。这台计算机统合了一般通用性的高性能CPU和可进行并列处理特化的高速演算GPU(Graphics Processing Unit)各自的长处。在该中心解析、模拟用比以往使用的最快计算机的计算速度提高了100倍。

 算得上是国内最早导入的最新机种,作为模仿2011年达成世界最快的超级计算机「京」,「防灾模拟器」取名「荣:Ei」,意义是爱因斯坦(Einstein)的Ei的发音。

 「我们根据MPS(Moving Particle Semiimplicit)法则,(海啸)与道路、建筑物碰撞时的样子,直接求解三维方程式,进行並行计算需要超级计算机」

 即,海啸解析进入了全新时代,教授对其观点的基础进行了讲解。在此基础上目前他们自行将此微型超级计算机用于流体解析、海啸的模拟。同时与其他研究者携手,对产生复杂流体的流动时,钢构造物、混凝土构造物的破坏机制进行了计算和模拟。

▲研究室拥有独自的实验施设


 向大洋州贡献的具体化实施中FORUM8的产品值得期待

 「(通过留学生)将知识及其应用技术导入到大洋州的项目已正式启动」

 环顾大洋州各类思想交错,各国相互竞争关系强化为目的,加强交流。从这个意义来说,日本主办的岛国峰会
  1. 自然灾害的对应
  2. 环境气候的变动
  3. 可持续发展的开发与人类的安全保障
  4. 人与人的交流
  5. 海洋问题
-贯穿5个项目,主张今后3年间相互协作采纳「冲绳牵绊宣言」。同时,日本表明将作出最大5亿美元(约400亿日圆)的援助。

 再者,琉球大学以防灾为关键词,大洋州的研究者捆绑启动相关项目等,推进独自的国际贡献。作为其中的一环仲座荣三教授对于导入、维持超级计算机让然很困难的发展中国家,认为微型超级计算机可替代其功能是非常适合的工具。将此与文章开头列举的FORUM8的三款产品一起,面向来自大洋州的留学生进行培训,使其精通基础信息通信技术(ICT)并熟悉每个软件的操作,学习掌握灾害对应技术并带回到大洋州的各个国家,这是教授的构想。

 其背景的另一方面是自身对软件重要性的认识。并不是在研究室内就完结了,近年来向外部主动发出讯息成为主流。在这样的环境中,积极利用优秀的软件。再加上他理论,留学生可将成果带回到各自的祖国,作为实践工具其普及值得期待。这里,首先引起他兴趣的便是UC-win/Road。

 知道UC-win/Road的存在已经是几年前。当时就对软件的功能表示关注,考虑过在适当的时候购买导入。

 治理曲折多变的海岸构造物以来经过了半个世纪。尤其,因为出现了对历史构造物进行改修的案例,为了可对其从多角度、模式进行观察,形成希望对数据记录的需求。根据这些产生了,改修前后对历史构造物数据化,导入到UC-win/Road的想法。

 恰巧,之后发生的东日本大震灾让海啸避难备受注目。以大楼火灾避难为对象的EXODUS作为先进事例,考虑其中包含的思路也可以应用到海潮、河流的灾害等。

 通过研究成果的应用为大洋州作出具体贡献,着眼该地域的洪水被害。作为解决方案的工具,包括对xpswmm的评价,希望留学生在掌握这些回国后可展开这方面的应用,为此今年导入了软件。

 当然,毋庸置疑冲绳对洪水模拟的利用也被赋予重要位置。但是,洪水模拟方面,冲绳和大洋州各国间的海域、流域等的地理环境到生活习惯类似性较多,该大学研究开发的技术具有适当的知识和应用能力的话,各国可基本保持留用相应的灾害对策。

 关于FORUM8的产品,打算今年开始正式投入应用。


 超级减灾地图和模拟技术的融合

 在各种灾害研究中,仲座荣三教授监修了「超级减灾地图」(生活地图株式会社发行)一书。今年初在那覇市发行销售。

 这是受门牌号的启发申请了专利。由此,在有限的空间各家的位置不受语言制约并实现了明确。同时,参考冲绳历史海啸的高度,对海抜高度分颜色显示。可自行对海啸避难的经路在一定程度上做把握。

 作为今后的展开,进一步扩展超级减灾地图的区域。基于前面提到的微型超级计算机,超级减灾地图和UC-win/Road、EXODUS等最新模拟技术相融合,探寻新的工具的可能性。

 「设置避难路径,实际到现场查看后,存在各种障碍物很难按照事先的设想发展。」。
此时,比如从小朋友的视点可看到怎样的景色,对那些危险的地方可视化,这些将作为下一步的目标。

▲仲座氏和本公司代表取缔役社长 伊藤裕二。
后面看到的是微型超级计算机「荣:Ei」
▲「超级减灾地图」和
最新VR模拟的可能性值得期待

(采访/执笔● 池野 隆)


     
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