An Integrated geologic- and engineering-length scale forward modeling for response estimation of nuclear power plant due to the rupture of a nearby fault

断層破壊による原子力発電プラントの応答評価のための地質学的・工学的長さスケールの統合モデリング

Quinay, P. E.*; 市村 強*; 堀 宗朗*; 西田 明美  ; 吉村 忍*

Quinay, P. E.*; Ichimura, Tsuyoshi*; Hori, Muneo*; Nishida, Akemi; Yoshimura, Shinobu*

本論文では、断層-構造システムをもとにした原子力発電プラント建家構造の地震応答評価手法の開発について議論する。本システムの解析において、われわれは震源過程,地殻・地盤内の地震波伝播と建家構造の動的応答をモデル化した。断層破壊から建家動的応答までのシミュレーションに伴うさまざまな長さスケールにより、解析の計算コストは高くなる。そこで、われわれはマクロミクロアナリシス(MMA)とよぶマルチスケールアプローチと分散メモリ型並列計算を組合せることによって解析を行うこととした。本システムの適用例として、2007年中越沖地震を入力とする原子力発電プラントの応答計算を実施した。モデリングの目標精度は1ヘルツである。本システムを用いた原子力発電プラント建家の応答解析の有効性を、構造及び有限要素の観点から議論する。

In this paper we discuss the development of seismic response estimation method for nuclear power plant building structures based on fault-structure system. In analysing this system, we model the source process, seismic wave propagation in the crust and soil structure, and the dynamic response of the building structure. Due to the varied length-scales involved in simulating from the fault rupture to the building dynamic response, the computation cost of analysis is high. Thus, we perform the analysis by combining a multiscale approach called the Macro-Micro Analysis (MMA), and distributed-memory parallel computing. As an application example, we compute the response of a model of a nuclear power plant building with the 2007 Chuetsu-oki earthquake as the source. We target accuracy of the forward modelling up to 1.0 Hz. Advantages for the analysis of NPP building in the structure-level and in the finite element level are discussed.