Post on 03-Apr-2015
QSHA
Réunion du 23 Novembre 2006au LCPC
WP3Ground motion simulation
Victor Cruz-Atienza, Stéphane Operto, Jean Virieux
Finite Difference techniques
FDTD using new Saenger stencil (2000)
FDTD : direct method, core memory, regular grid through cartesian tensorial products
Qualités du Modèle Numérique en Différences Finies :
1. Code optimisé en mémoire centrale : minimisation du nombre d’opérations par virgule flottante ainsi que de la mémoire vive requise
2. Conditions d’absorption aux limites Perfectly Matched Layer (PML, Collino et Tsogka, 2001)
3. Source ponctuelle double-couple décrite par le tenseur de moment sismique (validé)
4. Surface libre de géométrie quelconque avec ou sans couche d’eau (validé)
5. Solver visco-élastique (atténuation intrinsèque du milieu) implémenté mais non encore validé
Code de Propagation « Shake3D »
Source Ponctuelle : Tenseur de Moment Sismiques
Description Source Ponctuelle
ijiji fu ,
Conservation du Moment
j
iji h
Mf
44
Forces discrètes de Volume
Pondération gaussienne autour de chaque nœud de vitesse ),,()()( 0 ijij RMtstM
Tenseur de Moments Sismiques
Validation du Modèle Numérique en Milieu Hétérogène
Vitesse Vertical sur l’Eau
m/s
Différences Finies (rouge) vs. Nombre d’Onde Discret (bleu)
Nappe de Capteurs
Source
• Mécanisme au Foyer : = 142o, = 74o et = 215o
• Demi-espace à quatre couches dont celle superficielle liquide
• Profondeur et durée de la source: 5 km et ~2 s
Guadeloupe
25km
Modélisation de l’effet d’une couche d’eau hétérogène : exemple de la Guadeloupe
Modélisation aux stations PRFA et GBGA d’un séisme superficiel de magnitude 5 :
Rouge: Croûte homogène (nombre d’ondes discrets)
Bleu: Croûte homogène + Bathymétrie de la région, campagne AGUADOMAR
(Différences finies)
Géodonnées Géomodeleur Géosimulateur
Une stratégie globale et évolutivede modélisation
Sismogrammes
Sources sismiques
Description du milieu Simulation et analyse
Géodonnées
topo
coupe
Observation
synthèse
geol
forage
: le Géomodeleur du
Méthodologie
Modélisation géométrique 3D des surfaces géologiques
Basé sur la méthode des surfaces implicites
f(x,y,z) = V (potentiel)
Entrée: points de contact = points d’équipotentiel
orientation des structures = gradient du champ de potentiel
Interpolation par Cokrigeage du champ et de ses dérivées
Zone du modèle
Zone du modèle
Topographie (MNT IGN)
Bathymétriemultifaisceaux
+
Moho
Quantification du mouvement du sol par simulationde propagation d’ondes sismiques
Topographie et Bathymétrie
Simulation Séisme Inverse Nice (Mw = 4.5)
• Mécanisme au Foyer : = 243o, = 41o et = 74o
• Demi-espace infini élastique : croûte continentale et eau de mer
• Profondeur et durée de la source : 6 km et ~1 s
• Moment Sismique : M0= 5.96 X 1015 N m
Source Ponctuelle :
Épicentre
Simulation Séisme Inverse Nice (Mw = 4.5)
Animation par Nahum PEREZ – CAMPOS, UNAM, Mexique
Épicentre
Visualisation Multicomposant du Champ de Vitesse
Simulation Séisme Inverse Nice (Mw = 4.5)Section Verticales du Champ de Vitesse (Composante NS)