Fracture flow by LBM

Research interest

岩石の物性と流体との関わりに関心があります。特に断層の中の流体流動について,電気比抵抗や地震波速度等の地球物理学的観測値を用いてモニタリングできないか,実験や数値シミュレーションを駆使してモデル開発(岩石物理モデル)に取り組んでいます。
もともと実験が好きで,一軸圧縮試験や気液二相流試験の設備を新たに立ち上げ中です。これらの試験中に比抵抗・弾性波を同時に自動測定するシステムを開発しています。その他,浸透率・空隙率・変位/ひずみ計測の設備があります。
またX線CT画像や亀裂表面形状を利用して岩石をデジタル化し,これを用いた数値計算にも取り組んでいます。この技術はデジタル岩石物理と呼ばれ,実験では難しい条件下で種々の物性値を評価することができます。さらに実験やフィールド観測では可視化できない,岩石内部の流れや電気伝導・地震波伝播も推定することができ,ミクロな振る舞いとマクロな物性の関連を調べています。
フィールドスケールの流体流動に関しては,地熱・温泉資源や火山体浅部に発達する熱水系の数値シミュレーションにも取り組んでいます。
これらの研究を通じて,地熱・温泉資源の利用や地震・火山予知の面で役に立てればと考えています。
その他共同研究として,AIを用いた岩石物性推定,国内外の地熱プロジェクトや貯留層シミュレーター開発にも関わっています。

Projects

  • 岩石亀裂における浸透率・比抵抗・地震波速度の相互関係の解明
  • 古典的な岩石物理モデル(Archieの法則や有効媒質理論等)の検証と岩石亀裂系への拡張
  • ミクロなcrackとマクロなfractureにおける岩石物性値の統一的理解に向けた研究
  • 機械学習・デジタル化技術による岩石内部構造と岩石物理モデルの検証
  • プレート境界面の固着がスロー地震域の流体流動挙動と観測物性値に与える影響についての実験的検証
  • 持続的な温泉開発に関する理論的検討
  • キャップロックが水蒸気噴火の繰り返し発生に与える影響についての実験的検証
  • 熱水系数値シミュレーションとそのツール開発
  • 実験岩石変形学,特に含水岩石のダイラタンシー挙動について(卒論の延長)
  • Research tools

    実験環境
  • 弾性波測定システム(信号発生器--振動子--プリアンプ--オシロスコープ)
  • 一軸圧縮試験機 with 高精度変位計(断層面垂直載荷試験用)
  • TBA...
  • 計算環境(デジタル岩石物理・機械学習)
  • デジタル岩石構築(MATLAB)
  • 格子ボルツマン法による流体流動シミュレーション(FORTRAN)
  • 有限要素法による比抵抗・弾性定数解析(FORTRAN)
  • 時間領域有限差分法による地震波伝播シミュレーション(FORTRAN)
  • 亀裂面フラクタル解析・数値亀裂造成(MATLAB)
  • 機械学習(Python-Keras,scikit-learn)
  • 計算環境(熱水系数値シミュレーション)
  • Hydrotherm
  • Python(数値モデル作成・計算結果描画用)
  • 過去の研究で使用していたもの
  • インピーダンスアナライザー
  • TOUGH2, CMG-STARS(貯留層シミュレーション)
  • その他愛用品

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