Вулканы
<<  Вулканы, Гейзеры, Горячие. Источники Вулканы и вулканические извержения  >>
Новосибирский государственный университет Механико-математический
Новосибирский государственный университет Механико-математический
Введение
Введение
Цели работы
Цели работы
Постановка задачи
Постановка задачи
Новосибирский государственный университет Механико-математический
Новосибирский государственный университет Механико-математический
c начальными условиями: и граничными условиями: Предполагается, что
c начальными условиями: и граничными условиями: Предполагается, что
Метод решения
Метод решения
Элемент конечноразностной схемы
Элемент конечноразностной схемы
Конечноразностная схема
Конечноразностная схема
Конечноразностная схема
Конечноразностная схема
Программная реализация
Программная реализация
Новосибирский государственный университет Механико-математический
Новосибирский государственный университет Механико-математический
Построение модели упругой среды
Построение модели упругой среды
Тестовый пример
Тестовый пример
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Снимки волнового поля
Результаты тестов получены с использованием: Вычислительный сервер HP
Результаты тестов получены с использованием: Вычислительный сервер HP
Основные результаты
Основные результаты
Дальнейшее развитие
Дальнейшее развитие
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание

Презентация на тему: «Новосибирский государственный университет Механико-математический факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А». Автор: Дмитрий. Файл: «Новосибирский государственный университет Механико-математический факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А.ppt». Размер zip-архива: 1600 КБ.

Новосибирский государственный университет Механико-математический факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А

содержание презентации «Новосибирский государственный университет Механико-математический факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А.ppt»
СлайдТекст
1 Новосибирский государственный университет Механико-математический

Новосибирский государственный университет Механико-математический

факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А. Научные руководители: д.т.н., профессор Б.М.Глинский с.н.с. В.Н.Мартынов

2 Введение

Введение

Проблема генезиса грязевых вулканов является дискуссионной, у исследователей грязевулканических процессов нет единого мнения о механизме образования грязевых вулканов. Не исключено, что в основе механизма образования грязевых вулканов лежат процессы, связанные с общей дегазацией Земли. Решение фундаментальной проблемы изучения структур грязевых вулканов, связанно с разработкой теоретических, методических и экспериментальных основ зондирования дилатансных зон вулканов с применением мощных вибраторов. Предполагается изучение вулканических трубок вибросейсмическими методами с применением сейсмических вибраторов и площадных систем регистрации. Предполагается, что выбор схемы наблюдений будет сделан на основе результатов математического моделирования.

3 Цели работы

Цели работы

Создание инструментария для численного моделирования распространения волн в трехмерных неоднородных упругих средах: построитель модели упругой среды программы численного моделирования Проведение численных расчетов для выявления характерных свойств грязевых вулканов

4 Постановка задачи

Постановка задачи

Численное моделирование процессов распространения сейсмических волн в сложнопостроенных упругих средах проводится на основе полной системы уравнений теории упругости записанной в скоростях перемещений и напряжений с соответствующими граничными и начальными условиями. Необходимо определить компоненты вектора скоростей смещения (U,V,W) и напряжений (?xx, ?yy,?zz,?xy,?xz,?yz), удовлетворяющие следующим уравнениям:

5 Новосибирский государственный университет Механико-математический
6 c начальными условиями: и граничными условиями: Предполагается, что

c начальными условиями: и граничными условиями: Предполагается, что

плотность зависит от координат x,y,z, а правая часть имеет следующий вид: Например, для источника типа “ вертикальная сила”,с координатами (X0, Y0, Z0) получим следующее представление:

7 Метод решения

Метод решения

Для решения данной задачи использован метод, основанный на построении и разрешении конечноразностной схемы, имеющей второй порядок аппроксимации по времени и по пространству. Важным моментом построения конечноразностной схемы является удовлетворение интегральным законам сохранения. Критерий устойчивости для данной схемы имеет вид:

8 Элемент конечноразностной схемы

Элемент конечноразностной схемы

На рисунке изображено положение сеточных функций компонент векторов смещений и напряжений для элемента конечноразностной схемы

9 Конечноразностная схема

Конечноразностная схема

10 Конечноразностная схема

Конечноразностная схема

Пример расчета взвешенного коэффициента С66:

11 Программная реализация

Программная реализация

Предложенный метод реализуется на универсальном языке программирования Fortran. Комплекс программ состоит из построителя модели трехмерной среды и непосредственно программы численного моделирования. Информация для проведения расчета задается в соответствующих файлах определяющих параметры расчета и модель среды. Возможны две реализации параллельной программы с помощью языков параллельного программирования MPI и OpenMP. Имеет смысл применять гибридную технологию распараллеливания. Внутри каждого «узла» для распараллеливания применять OpenMP, а между «узлами» MPI. Технологически удобным способом разбиения расчетной области является разбиение на слои вдоль координаты z. Каждый вычислительный узел будет рассчитывать свой слой. Результатом работы программы численного моделирования являются файлы, содержащие сейсмотрассы и снимки волнового поля в различные промежутки времени в различных плоскостях.

12 Новосибирский государственный университет Механико-математический
13 Построение модели упругой среды

Построение модели упругой среды

В случае трехмерной слоистой среды с непересекающимися криволинейными областями строится крупноблочная модель среды. Модель среды состоит из непересекающихся криволинейных параллелепипедов, в которых задаются параметры среды, непрерывные внутри каждого блока. В каждом из блоков может быть смоделировано присутствие трещин и газовых пузырей. Возможно включение в слоистую модель цилиндрической, конической эллипсоидальной и др. подобластей различной геометрии и со своими параметрами среды, которые пересекаются с блоковой моделью.

14 Тестовый пример

Тестовый пример

Источник типа “центр давления” Несущая частота источника = 2 Гц Координаты источника = (X:4км Y:5км Z:0.1км) Размеры области моделирования X:10км Y:10км Z:7км

X

5км

Z

Y

Центр давления

15 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

16 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

17 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

18 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

19 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

20 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

21 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

22 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxy

23 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента V плоскость Oxy

24 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента V плоскость Oxy

25 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента V плоскость Oxy

26 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента W плоскость Oxz

27 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента W плоскость Oxz

28 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента W плоскость Oxz

29 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxz

30 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxz

31 Снимки волнового поля

Снимки волнового поля

Компонента U плоскость Oxz

32 Результаты тестов получены с использованием: Вычислительный сервер HP

Результаты тестов получены с использованием: Вычислительный сервер HP

Integrity rx4640-8 (4 x Itanium2/1,5Ghz/SLC4MB,RAM 64GB,2 HDD 146GB) Библиотека Intel Math Kernel Library 10.0.1.014 for Linux Компилятор: Fortran Compiler for Linux Программа “Aspis”, разработанная в ОАО “Сибнефтегеофизика”.

33 Основные результаты

Основные результаты

Создан инструментарий для численного моделирования распространения упругих волн в трехмерных неоднородных средах, использование которого помогает при планировании и проведении натурных геофизических исследований и интерпретации полученных результатов. Проведены тестовые расчеты для сред, характерных для грязевых вулканов, на многопроцессорной системе. Предложен параллельный алгоритм решения задач по численному моделированию распространения упругих волн в трехмерных средах. Создана параллельная программа с использованием OpenMP

34 Дальнейшее развитие

Дальнейшее развитие

Усовершенствование программы с включением в расчет поглощающих границ Предполагается провести серию расчетов для различных моделей сред, характерных для строения грязевого вулкана «Гора Карабетова» Полученные численные результаты могут быть использованы при выборе схемы наблюдения при вибросейсмическом мониторинге данного грязевого вулкана

35 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

«Новосибирский государственный университет Механико-математический факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А»
http://900igr.net/prezentacija/geografija/novosibirskij-gosudarstvennyj-universitet-mekhaniko-matematicheskij-fakultet-kafedra-vychislitelnykh-sistem-chislennoe-modelirovanija-rasprostranenija-uprugikh-voln-v-sredakh-kharakternykh-dlja-grjazevykh-vulkanov-vypolnil-karavaev-d.a-188675.html
cсылка на страницу
Урок

География

196 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по географии > Вулканы > Новосибирский государственный университет Механико-математический факультет Кафедра вычислительных систем Численное моделирования распространения упругих волн в средах, характерных для грязевых вулканов Выполнил: Караваев Д.А