報告書番号

U99065

タイトル（和文）

地盤水理特性の高精度逆解析手法の開発 --Laplace Transform Galerkin法を用いた逆解析コードの開発--

タイトル（英文）

Development of inversion analysis method for estimating hydraulic characteristics in geological formations with high accuracy on a basis of the Laplace Transform Galerkin method

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

地盤内の水理特性分布を効率良くかつ高精度に推定できる逆解析コードを開発した。本解析コードにおいては、解が発散したり、無意味な値に収束したりすることを防ぐため、まず、ベーズ法に基づいて、水理パラメータの事前情報を考慮した評価関数を構築する。また、評価関数に最適制御理論を適用することにより、非定常浸透流計算を１回、それに対する随伴系の計算を１回するだけで、解の修正方向を決定するのに必要な評価関数の勾配を計算することが可能となる。そして、ＬＴＧ法を用いることにより、非定常浸透流と随伴系の計算の高速化・高精度化を図った。さらに、準ニュートン法の一種であるＳＳＶＭ法の適用により、少ない繰り返し計算回数で解を収束させることができる。本解析コードにより、簡単な地盤モデルを用いたケース・スタディ計算を行った。その結果、解析手法の有効性が確認できた。

概要 （英文）

A new numerical code for inversion analysis has been developed to estimate the values of hydraulic parameters in geological formations with high speed and accuracy. In the numerical code, firstly an evaluation function, in which the prior estimates for the hydraulic parameters are considered, is introduced on a basis of the Bayes's theorem. It prevents the solution from diverging or converging to meaningless values. Secondly the optimal-control theory is applied to the evaluation function. It enables us to obtain the gradient of the evaluation function with only one simulation run for each of primary unsteady groundwater flow and adjoint problems. Thirdly the Laplace Transform Galerkin technique is used to solve both primary and adjoint problems speedily and accurately. Finally the Self-Scaling Variable Metric method, which is a kind of the quasi-Newton's method, is introduced for updating the estimates of the hydraulic parameters so that the solution converges with a small number of iterations. We applied the numerical code to a synthetic two-dimensional flow problem. The distribution of transmissivity could be estimated with high accuracy and small number of iterations so that the effectiveness of the numerical code was confirmed.

報告者

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