DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v16r112

Стохастическая модификация сферической блоковой модели динамики и сейсмичности литосферы

Авторы

  • Л.А. Мельникова
  • В.Л. Розенберг

Ключевые слова:

блоковые модели динамики литосферы и сейсмичности
искусственные каталоги землетрясений
масштабируемость параллельных алгоритмов
параллельные вычисления
стохастический анализ
стохастические дифференциальные уравнения

Аннотация

Представлено краткое описание последней версии сферической блоковой модели, в которой рассмотрены возможности учета случайных факторов, существенным образом влияющих на динамику модельных параметров. Протестировано два варианта введения стохастической компоненты в процедуры вычисления сил, действующих на блок и фактически определяющих модельные землетрясения: во-первых, «зашумление» дифференциальных уравнений, описывающих динамику упругих сил и неупругих смещений, и во-вторых, использование случайных величин при задании порогов прочности среды тектонических разломов. Проведенные вычислительные эксперименты продемонстрировали перспективность внедрения стохастики в модель.

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2015-03-12

Выпуск

Том 16 (2015): Выпуск 1.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

Л.А. Мельникова

В.Л. Розенберг

Библиографические ссылки

  1. A. Gabrielov and W. I. Newman, “Seismicity Modeling and Earthquake Prediction: A Review,” in Nonlinear Dynamics and Predictability of Geophysical Phenomena (Am. Geophys. Union, Washington, 1994), pp. 7-13.
  2. V. Keilis-Borok and A. A. Soloviev (Eds.), Nonlinear Dynamics of the Lithosphere and Earthquake Prediction (Springer, Berlin, 2003).
  3. A. M. Gabrielov, V. I. Keilis-Borok, T. A. Levshina, and V. A. Shaposhnikov, “A Block Model of Lithosphere Dynamics,” in Mathematical Methods in Seismology and Geodynamics: Computational Seismology (Nauka, Moscow, 1986), Issue 19, pp. 168-178.
  4. A. Peresan, I. Vorobieva, A. Soloviev, and G. F. Panza, “Simulation of Seismicity in the Block-Structure Model of Italy and its Surroundings,” Pure Appl. Geophys. 164 (11), 2193-2234 (2007).
  5. D. V. Rundquist and A. A. Soloviev, “Numerical Modeling of Block Structure Dynamics: An Arc Subduction Zone,” Phys. Earth Planet. Inter. 111 (3-4), 241-252 (1999).
  6. L. A. Melnikova and V. L. Rozenberg, “Spherical Block Model of Lithosphere Dynamics and Seismicity: Different Modifications and Numerical Experiments,” Tr. Inst. Mat. Mekh. Akad. Nauk 13 (3), 95-120 (2007).
  7. L. A. Melnikova and V. L. Rozenberg, “High Performance Computing in Modeling the Dynamics and Seismicity of Tectonic Plate Systems,” Vychisl. Metody Programm. 13, 280-289 (2012).
  8. L. A. Melnikova and V. L. Rozenberg, “A Spherical Block Model: Optimization of Computational Load and New Results of Simulation,” in Proc. Int. Conf. on Parallel Computational Technologies, Chelyabinsk, Russia, April 1-5, 2013 (South Ural Univ., Chelyabinsk, 2013), pp. 467-472.
  9. V. L. Rozenberg, P. O. Sobolev, A. A. Soloviev, and L. A. Melnikova, “The Spherical Block Model: Dynamics of the Global System of Tectonic Plates and Seismicity,” Pure Appl. Geophys. 162 (1), 145-164 (2005).
  10. B. Oksendal, Stochastic Differential Equations: An Introduction with Application (Springer, New York, 1998; Mir, Moscow, 2003).
  11. K. Aki and P. G. Richards, Quantitative Seismology: Theory and Methods (Freeman, San Francisco, 1980; Mir, Moscow, 1983).
  12. D. L. Wells and K. J. Coppersmith, “New Empirical Relationships among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement,” Bull. Seism. Soc. Am. 84 (4), 974-1002 (1994).
  13. A. E. Gripp and R. G. Gordon, “Young Tracks of Hotspots and Current Plate Velocities,” Geophys. J. Int. 150 (2), 321-361 (2002).
  14. Global Hypocenters Data Base, NEIC/USGS. Denver, CO, 2015.
    http://earthquake.usgs.gov/. Cited January 29, 2015.
  15. V. P. Gergel’, Theory and Practice of Parallel Computing (Binom, Moscow, 2007) [in Russian].
  16. I. Foster, Designing and Building Parallel Programs: Concepts and Tools for Parallel Software Engineering (Addison-Wesley, Reading, 1995).