پایان نامه شبیه سازی جنبش نیرومند زمین به روش ترکیبی
فرمت فایل دانلودی: .docxفرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 182
پایان نامه شبیه سازی جنبش نیرومند زمین به روش ترکیبی
نوع فایل: Word و قابل ویرایش
تعداد صفحات : 182 صفحه
چکیده
در این رساله از چند روش ترکیبیِ شبیه سازی به منظور تولید نگاشتهای مصنوعی جنبش نیرومند زمین استفاده شده است. بر این مبنا دو روشی که پیش از این در برخی دیگر نقاط دنیا استفاده شده بود به عنوان روشهایی پیشرفته برای شبیه سازیِ دو زلزله ی رخ داده در کشور استفاده و همچنین یک روش شبیه سازی که کیفیت خروجی داده های مصنوعی را بهبود می بخشد به عنوان نوآوری ارائه شده است.
روش ترکیبیِ دو بعدیِ "مجموع مد-تفاضل محدود" برای شبیه سازی زلزله ۱۷ اکتبر ۲۰۰۹ تهران، که در سالهای اخیر اولین زلزله ی نزدیک به شهر تهران بوده که از آن داده ی جنبش نیرومند ثبت شده، مورد استفاده قرار گرفت. این زلزله در طول دو پروفیل شرقی-غربی و جنوب شرقی-شمال غربی به صورت دو بعدی مدلسازی شده و نتایج آن با داده های واقعی ثبت شده مقایسه شده است. با وجود کمبود داده های پایه برای اجرای روند دقیقِ شبیه سازی، نشان داده شده که استفاده و کاربرد روشهای پیشرفته که فیزیک چشمه، مسیر و اثرات سایت را در فرآیند خود لحاظ می کنند چگونه توانایی تخمین های قابل قبول را بدست می دهند. با استفاده از این روش میزان تخمینیِ تشدید در تهران بر اثر رسوبات محلی در فرکانس های مختلف محاسبه شده است. شکل موج شتاب نگاشتها، سرعت نگاشتها و طیفهای پاسخِ مشاهده و مصنوعی با هم مقایسه و شرح داده شده اند.
در ادامه از یک روش سه بعدیِ نوین که پیش از این تا محدوده ی فرکانسی پایین (۱ هرتز) مورد استفاده قرار گرفته بود به کار برده شد تا زمین لرزه بم را شبیه سازی نماییم. این روش برای اولین بار در ایران مورد استفاده قرار گرفته و برای اولین بار تا محدوده فرکانسی بالا (۶ هرتز) بسط داده شده است که نتایج آن به وضوح نشان از بهبود کیفیت نگاشتهای مصنوعی در حالت سه بعدی دارد. در اینجا با استفاده از "روش مجموع مد و ردگیری پرتو" در کنار تخمین WKBJ، موج لرزه ای از چشمه تا گیرنده انتشار داده می شود و در طول مسیر بر مبنای مدهای امواج لرزه ای که بر پایه ی مدلهای سه بعدی تولید می شوند، نگاشت مورد نظر به روز و تکمیل می گردد. برای شبیه سازی زمین لرزه بم چند روشِ یک و دو بعدی استفاده شد و در نهایت نتایج با روش سه بعدی مذکورد مقایسه گشته و روند بهبود کیفیت، در حوزه زمان و فرکانس، به روشنی نشان داده شده است.
در انتها روشی جدید در این رساله پیشنهاد داده شده است از ترکیب سه روش "مجموع مد، تفاضل محدود و تابع گرین" بهره برده ایم تا محدودیت های دو روش ابتدایی ارائه شده را بر طرف نماییم. بر این اساس یک پس لرزه از زمین لرزه بم با بزرگای متوسط به روش ترکیبیِ "مجموع مد-تفاضل محدود" شبیه سازی و از نگاشت مصنوعی تولید شده به عنوان تابع گرین استفاده شده تا رخداد اصلی زمین لرزه بم تولید شود. روش پیشنهادی این حسن بسیار بزرگ را دارد که چشمه نقطه ای که در دو روش قبلی مورد استفاده قرار میگرفت را به چشمه گسترده ارتقاء داده تا از این طریق کیفیت نتایج شبیه سازی به ویژه در حوزه فرکانس را به میزان قابل توجهی بهبود دهیم. این روش در سه ایستگاه، ابارق، محمدآباد و سد جیرفت به منظور مقایسه میان داده های مشاهده و مصنوعی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
واژه های کلیدی: شبیه سازی جنبش نیرومند زمین، شبیه سازی عددی، شبیه سازی تحلیلی، شبیه سازی ترکیبی، مجموع مد، تفاضل محدود، تابع گرین، تخمین WKBJ، طیف پاسخ، زلزله تهران، زلزله بم.
فهرست مطالب
چکیده
فصل اول: مقدمه
۲ 1-1-مقدمه
۴ 1-2-هدف از انجام رساله
۷ 1-3-مطالب ارائه شده در این رساله
فصل دوم: مروری بر برخی روشهای شبیه سازی
۱۱ 2-1-مروری بر برخی روشها و رهیافتهای شبیه سازی
۱۱ 2-2-روش احتمالاتی
۱۵ 2-3-روش تابع تجربی گرین
۱۹ 2-4-روشهای نیمه تجربی
۲۲ 2-5-مدل چشمه مرکب
۲۳ 2-6-رهیافتهای ترکیبی
۲۴ 2-7-رهیافتهای شبکه عصبی
۲۴ 2-8- رهیافتهای تهیه شتابنگاشت متناظر با طیف
فصل سوم: معرفی روش مجموع مد برای تولید نگاشتهای مصنوعی۲۷
۳-۱- محاسبه منحنی های تئوری سرعت فاز، گروه و ضرائب جذب در محیط همگن جانبی و ناهمگن قائم
۲۷ 3-2- معادلات حرکت جبهه موج لرزه ای
۲۹ 3-3- معادلات حرکت الاستیک زمین بروی یک نیم فضای ناهگمن قائم
۳۱ 3-4- روش مدهای چندگانه برای امواج لاو و ریلی در نیم فضای لایه ای
۳۲ 3-4-1- مدهای لاو
۳۵ 3-4-2- مدهای ریلی
فصل چهارم: معرفی روش تفاضل محدود برای انتشار موج در محیط هایی با پیچیدگی هندسی و عدم تجانس جانبی
۳۸ 4-1- روش تفاضل محدود
۳۹ 4-2- طرح تفاضل محدود برای امواج SH
۴۳ 4-2-1- پراکندگی بر اثر تعداد نقاط شبکه در طرح تفاضل محدود برای SH
۴۷ 4-3- طرح تفاضل محدود برای امواج P-SV
۴۹ 4-3-1-پراکندگی بر اثر تعداد نقاط شبکه در طرح تفاضل محدود برای P-SV
فصل پنجم: معرفی روش ترکیبی مجموع مد و تفاضل محدود به منظور شبیه سازی واقع گرایانه نگاشت زلزله
۵۳ 5-1- الگوریتمی برای محیط با عدم تجانس جانبی
۵۳ 5-2- تفاضل محدود
۵۶ 5-3-روش ترکیبی مجموع مد و تفاضل محدود
۵۸ 5-4- شبیه سازی ترکیبی زمین لرزه سال ۲۰۰۹ تهران،۴ Mw=
۵۹ 5-5- لرزه خیزی تهران
۶۰ 5-6- زلزله سال ۲۰۰۹، ۴ Mw=، منطقه تهران-ری
۶۲ 5-7- داده های مورد استفاده
۶۳ 5-8- پارامترهای مدل های ساختاری
۶۶ 5-9- نتایج شبیه سازی ترکیبی
فصل ششم: روش سه بعدیِ تحلیلی-ترکیبی شبیه سازی بر اساس روشهای مجموع مد و ردگیری پرتو با لحاظ تخمین WKBJ
۸۷ 6-1- تجمیع مد سه بعدی
۸۷ 6-2- شرح مختصری بر روش ردگیری پرتو
۸۸ 6-3- مدل سه بعدی
۸۸ 6-4- طرح محاسباتی "ردگیری پرتو"
۹۰ 6-4-1- مسائل اساسی مطروح
۹۱ 6-5- تخصیص پارامترها
۹۲ 6-6- قدمهای اولیه
۹۲ 6-7- محاسبه پرتو
۹۴ 6-8- محاسبه کاهندگی
۹۴ 6-9- محاسبه گسترش هندسی
۹۵ 6-10- الگوریتم رونگه-کوتا
۹۷ 6-11- شبیه سازی سه بعدی زمین لرزه بم
۹۸ 6-12- نقش تخمین WKBJ
۱۰۰ 6-13- ساختار سه بعدی
۱۰۰ 6-14- زمین لرزه بم، ۲۶ دسامبر ۲۰۰۳، ۶/۶Mw=
۱۰۲ 6-15- داده ها، نگاشتهای ثبت شده و ساختار سه بعدی
۱۰۵ 6-16- نتایج
فصل هفتم: شبیه سازی توسعه یافته به روش ترکیبی مجموع مد، تفاضل محدود و تابع گرین
۱۲۵ 7-1- ایده کلی فصل برای شبیه سازی به روشی ترکیبی پیشنهادی
۱۲۷ 7-2- مشخصات زلزله مورد نظر به عنوان زلزله کوچک
۱۲۸ 7-3- شبیه سازی زمین لرزه بم به روش ترکیبی مجموع مد، تفاضل محدود و تابع گرین
۱۳۲ 7-4- نتایج شبیه سازی زمین لرزه کوچک به عنوان تابع گرین
۱۳۷ 7-5- نتایج شبیه سازی زلزله بم به روش ترکیبی مجموع مد، تفاضل محدود و تابع گرین
۱۴۹ جمع بندی، نتیجه گیری و پیشنهادات
۱۵۳ منابع و مراجع
۱۶۱ چکیده انگلیسی
پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.