Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС

З метою підтвердження можливості використання методу Накамури при дослідженні поверхневих шарів невідомої будови авторами проведено порівняльний аналіз дослідження амплітудно-частотної характеристики середовища (АЧХС) модифікованим методом Накамури та методом скінчених елементів (МСЕ) на структур...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Вербицький, С.Т., Рожок, Н.І., Брич, Т.Б., Купльовський, Б.Є.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	2011
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59453
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС / С.Т. Вербицький, Н.І. Рожок, Т.Б. Брич, Б.Є. Купльовський // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 38-40. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59453
record_format	dspace
spelling	Вербицький, С.Т. Рожок, Н.І. Брич, Т.Б. Купльовський, Б.Є. 2014-04-08T17:14:24Z 2014-04-08T17:14:24Z 2011 Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС / С.Т. Вербицький, Н.І. Рожок, Т.Б. Брич, Б.Є. Купльовський // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 38-40. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59453 550.34.013:550.34.016 З метою підтвердження можливості використання методу Накамури при дослідженні поверхневих шарів невідомої будови авторами проведено порівняльний аналіз дослідження амплітудно-частотної характеристики середовища (АЧХС) модифікованим методом Накамури та методом скінчених елементів (МСЕ) на структурі з визначеними динамічними характеристиками. С целью подтверждения возможности использования метода Накамуро для исследования поверхностных слоев неизвестного строения авторами проведен сравнительный анализ исследования амплитудно-частотной характеристики среды (АЧХС) модифицированным методом Накамуры и методом конечных элементов на структуре с известными динамическими параметрами. In order to confirm the possibility of using the method of Nakamura in the study of surface layers of unknown structure, the authors carried out a comparative analysis of solid amplitude-frequency response research by both of modified Nakamura’s technique and finite element method on the estimating dynamic characteristics of surface layers. uk Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС Метод Накамуры и метод конечных элементов при исследовании АЧХС Nakamura’s technique and finite element method in solid amplitudefrequency response investigation Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС
spellingShingle	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС Вербицький, С.Т. Рожок, Н.І. Брич, Т.Б. Купльовський, Б.Є.
title_short	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС
title_full	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС
title_fullStr	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС
title_full_unstemmed	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС
title_sort	метод накамури та метод скінчених елементів при дослідженні ачхс
author	Вербицький, С.Т. Рожок, Н.І. Брич, Т.Б. Купльовський, Б.Є.
author_facet	Вербицький, С.Т. Рожок, Н.І. Брич, Т.Б. Купльовський, Б.Є.
publishDate	2011
language	Ukrainian
format	Article
title_alt	Метод Накамуры и метод конечных элементов при исследовании АЧХС Nakamura’s technique and finite element method in solid amplitudefrequency response investigation
description	З метою підтвердження можливості використання методу Накамури при дослідженні поверхневих шарів невідомої будови авторами проведено порівняльний аналіз дослідження амплітудно-частотної характеристики середовища (АЧХС) модифікованим методом Накамури та методом скінчених елементів (МСЕ) на структурі з визначеними динамічними характеристиками. С целью подтверждения возможности использования метода Накамуро для исследования поверхностных слоев неизвестного строения авторами проведен сравнительный анализ исследования амплитудно-частотной характеристики среды (АЧХС) модифицированным методом Накамуры и методом конечных элементов на структуре с известными динамическими параметрами. In order to confirm the possibility of using the method of Nakamura in the study of surface layers of unknown structure, the authors carried out a comparative analysis of solid amplitude-frequency response research by both of modified Nakamura’s technique and finite element method on the estimating dynamic characteristics of surface layers.
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59453
citation_txt	Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС / С.Т. Вербицький, Н.І. Рожок, Т.Б. Брич, Б.Є. Купльовський // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 38-40. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT verbicʹkiist metodnakamuritametodskínčenihelementívpridoslídženníačhs AT rožokní metodnakamuritametodskínčenihelementívpridoslídženníačhs AT bričtb metodnakamuritametodskínčenihelementívpridoslídženníačhs AT kuplʹovsʹkiibê metodnakamuritametodskínčenihelementívpridoslídženníačhs AT verbicʹkiist metodnakamuryimetodkonečnyhélementovpriissledovaniiačhs AT rožokní metodnakamuryimetodkonečnyhélementovpriissledovaniiačhs AT bričtb metodnakamuryimetodkonečnyhélementovpriissledovaniiačhs AT kuplʹovsʹkiibê metodnakamuryimetodkonečnyhélementovpriissledovaniiačhs AT verbicʹkiist nakamurastechniqueandfiniteelementmethodinsolidamplitudefrequencyresponseinvestigation AT rožokní nakamurastechniqueandfiniteelementmethodinsolidamplitudefrequencyresponseinvestigation AT bričtb nakamurastechniqueandfiniteelementmethodinsolidamplitudefrequencyresponseinvestigation AT kuplʹovsʹkiibê nakamurastechniqueandfiniteelementmethodinsolidamplitudefrequencyresponseinvestigation
first_indexed	2025-11-27T09:06:14Z
last_indexed	2025-11-27T09:06:14Z
_version_	1850807840281722880
fulltext	Геодинаміка 2(11)/2011 © Вербицький С.Т., Рожок Н.І., Брич Т.Б., Купльовський Б.Є., 2011 УДК 550.34.013:550.34.016 С.Т. Вербицький, Н.І. Рожок, Т.Б. Брич, Б.Є. Купльовський МЕТОД НАКАМУРИ ТА МЕТОД СКІНЧЕНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ АЧХС З метою підтвердження можливості використання методу Накамури при дослідженні поверхневих шарів невідомої будови авторами проведено порівняльний аналіз дослідження амплітудно-частотної характеристики середовища (АЧХС) модифікованим методом Накамури та методом скінчених елементів (МСЕ) на структурі з визначеними динамічними характеристиками. Ключові слова: метод Накамури; метод скінчених елементів; амплітудно-частотна характеристика середовища. Місцеві геологічні умови безпосередньо впли- вають на руйнівні наслідки землетрусів. Одним із зручних інструментів для оцінки впливу поверхневої геології на сейсмічні рухи без необхідності використання іншої геологічної інформації є мікросейсмічні методи. Одним з таких методів є метод Накамури H/V або QTS – Quasi-Transfer Spectra метод квазі-передавального спектру, [Nakamura, 1989; Nakamura et al., 2000], який використовують для оцінки динамічних характеристик структури поверхневого шару земної кори. Відносно використання даної методики точаться певні дискусії, але багато успішних експериментальних досліджень, що базувалися на цьому методі підтверджують його ефективність. Метод привабливий, оскільки не вимагає великих затрат на збір даних і може застосовуватися в районах з низькою або навіть без сейсмічної активності. Автори вирішили порівняти результати симу- лятивного моделювання хвильового поля методом скінчених елементів і результати обробки реаль- них сейсмограм методом Накамури по відомих геологічних даних поверхневого шару для підтвердження можливості використання інстру- ментальних методів дослідження територій при невідомій будові середовища. Оцінка АЧХС проводилася на полігоні біля м. Городок, дослідження геологічної будови та геофізичних параметрів осадового шару проводилося ЗУГРЕ для пошуку газоносних горизонтів. Розрахунок АЧХС методом математичного моделювання проводився по відомих геологічних даних У даній роботі використовувалося двомірне моделювання. Розрахунок АЧХС методом Накамури проводився на експериментальних даних зареєстрованих сейсмічною станцією DAS-05 із давачами «Вегіка» поблизу пошукової свердловини. Вибір місця для дослідження АЧХС зумовлений вивченою геологічною будовою середовища що відіграє важливу роль при побудові моделі для математичного моделювання. Метод визначення власних резонансних частот осадової товщі за допомогою відношення спектрів горизантальної до вертикальної компонент природних шумів був розроблений японським вченим Yutaka NAKAMURA з використанням свердловинних досліджень сильних рухів для різноманітних геологічних умов досліджуваної ділянки. Він висунув гіпотезу про те, що вертикальна компонента природних шумів геологічного середовища містить характеристику середовища по всьому шляху проходження від джерела до поверхні осадової товщі, з відносним впливом хвиль Релея в осадовій товщі і, тому, може використовуватись для вилучення впливу джерела та ефекту хвиль Релея з горизонтальної компоненти. Це дозволяє визначити власні резонансні частоти осадового шару разом з коефіцієнтами підсилення (тобто, АЧХ), які будуть більш реалістично відображати характеристику середовища, ніж ті, що отримані з відношення характеристик осадової товщі та скальних порід. Як показано роботами багатьох дослідників, методика H/V може успішно використовуватись для визначення власних резонансних частот та коефіцієнтів підсилення осадової товщі. Також в роботі автора методу показано, що максимальні значення відношення спектрів горизонтальної до вертикальної компонент мікросейсм пояснюються багатократними відбиттями SH хвилі. Максимальні значення QTS відповідають власним частотам першого порядку осадового шару, що виділяються завдяки багатократним відбиттям SH хвилі, і коефіцієнтам підсилення s h f bh b s b sf v b s b v b HAH HA H H HQTS VV A V V V A V  + ⋅ +  = = = ⋅ ⋅ +  +   , (1) де hA і vA – коефіцієнти підсилення гори- зонтальної та вертикальної складових вертикально падаючої об’ємної хвилі; bH і bV – спектри горизонтальних та вертикальних коливань в основі осадового басейну; sH і sV – спектри горизонтальної та вертикальних складових хвиль Релея; fH , fV – горизонтальна і вертикальна складові спектрів коливань на поверхні. Метод скінчених елементів (МСЕ) в задачах моделювання хвильових полів в осадовому шарі земної кори має явну перевагу перед ана- літичними методами та багатьма числовими методами. Теорію та конкретні прикладення методу можна зустріти в багатьох працях, узагальнених в монографіях [Еременко, 1991; Zienkiewicz, 2000]. 38 Геодинаміка 2(11)/2011 Суть МСЕ полягає в апроксимації неперервних величин, таких як переміщень в нашому випадку, кусково-неперервними функціями, визначеними на скінченій кількості підобластей – елементах, на які умовно поділяється досліджуване середовище. Цими функціями можуть бути поліноми, що визначаються для кожного елемента, зокрема, і підбираються так, щоб зберігалась неперервність апроксимованої ними величини на елементі. В результаті використання МСЕ та числового інтегрування по часу задача розв’язання рівнянь руху зводиться до розв’язання системи лінійних алгебраїчних рівнянь (СЛАР) MU + CU + KU = F&& & (2) яка розв’язується одним із стандартних методів [Zienkiewicz, 2000]. Як результат отримуємо часову залежність переміщень в любій точці середовища, яку можемо аналізувати. Обробка модифікованим методом Накамури записаної на полігоні біля м. Городок сейс- мограми показана на рис.1. Характеристики моделі на полігоні, вико- ристані для моделювання хвильового поля МСЕ показано на рис.2. На рис. 3 подано результати обробки методом Накамури змодельованого хвильового поля МСЕ поряд з обробкою методом Накамури реальної сейсмограми. Проведений кореляційний аналіз показав достатньо високу збіжність результатів мате- матичного моделювання та експериментальних вимірювань. Зроблені розрахунки і аналіз дозволяють стверджувати що дана модифікація методу Накамури дозволяє проводити інструментальні дослідження АЧХС при малодослідженій з геологічної точки зору будові середовища. Рис. 1. АЧХ середовища отримана методом Накамури Рис. 2. Модель середовища, яка використовувалася для проведення розрахунків МСЕ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 Frequency FEM Nakamura Рис. 3. АЧХ середовища отримані методом Накамури та МСЕ Література Nakamura Y. A Method for Dynamic Characteristics Estimation of Subsurface using Microtremor on the Ground Surface / Nakamura Y. // Quarterly Report of RTRI, Railway Technical Research Institute (RTRI), 1989, Vol. 30, No.1. Vulnerability investigation of Roman Colosseum using microtremor / Nakamura Y., Gurler E. Dilek, Saita J. and oth. // Proceedings, 12th WCEE 2000 in Auck-land, NZ. - pp. 1-8 Еременко С.Ю. Методы конечных элементов в механике деформируемых тел. / С.Ю.Еременко // – Харьков: Основа, – 1991. – 271 с. Zienkiewicz O.C. The finite element method. Fifth edition / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor // – Oxford. Vol. 1–3. – 2000. 39 Геодинаміка 2(11)/2011 МЕТОД НАКАМУРЫ И МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ АЧХС С.Т. Вербицкий, Н.И. Рожок, Т.Б. Брыч, Б.Е. Купльовский С целью подтверждения возможности использования метода Накамуро для исследования поверхностных слоев неизвестного строения авторами проведен сравнительный анализ исследования амплитудно-частотной характеристики среды (АЧХС) модифицированным методом Накамуры и методом конечных элементов на структуре с известными динамическими параметрами. Ключевые слова: метод Накамуры; метод конечних элементов; амплитудно-частотная харак- теристика среды. NAKAMURA’S TECHNIQUE AND FINITE ELEMENT METHOD IN SOLID AMPLITUDE- FREQUENCY RESPONSE INVESTIGATION S. Verbitsky, N.Rozhok, T.Brych, B.Kupljovskyj In order to confirm the possibility of using the method of Nakamura in the study of surface layers of unknown structure, the authors carried out a comparative analysis of solid amplitude-frequency response research by both of modified Nakamura’s technique and finite element method on the estimating dynamic characteristics of surface layers. Key words: Nakamura’s technique; finite element method; solid amplitude-frequency response. Відділ сейсмічності Карпатського регіону ІГФ НАН України, м. Львів 40

Метод Накамури та метод скінчених елементів при дослідженні АЧХС

Репозитарії

Схожі ресурси