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相似文献
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1.
采样率不足引起的反应谱计算误差   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文从分析谐波的反应谱计算误差及其产生原因入手,研究了常规反应谱方法的计算误差,指出选择采样率不仅要参照信号的奈奎斯特频率,还要注意使用采样数据时恢复被采信号所用的内插方法和容许的内插误差,文中强调山农采样定理所说的采样率大于2倍奈奎斯特频率时可完全恢复被采信号是针对内插函数ha(t-n.T)而言的,文中以用典型的加速度反应谱合成的5条地震加速度里程及一系列谐波里程为例,研究了由于采样率不足而引起  相似文献   

2.
基于线性插值得到的高频段反应谱,存在不可忽视的误差。通过采用数字加速度荷载在Δt时段内按抛物线变化的反应谱精确计算方法,以及对数字荷载的基于改进权函数算法的“精确“插值方法,可以显著改善高频段反应谱的计算精度。  相似文献   

3.
速度分布和界面位置的联合反演   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
李松林  吴宁远 《地震学报》1997,19(4):383-392
提出了横向非均匀介质中由地震波走时资料同时反演介质速度分布和界面位置的方法.计算中,由于变步长技术和线性内插技术(包括理论走时和偏导矩阵的线性内插)的应用,大大提高了运算速度.与国内目前流行的同类程序相比,运算速度快5倍以上.而且,在界面位置的反演中,除反射波外,还考虑了透射波走时对于界面位置的偏导数,从而充分利用了各类透射波资料中所含界面位置的信息,加快了收敛速度.数字模拟实验和实测资料的处理结果表明了该方法和程序的有效性及实用性.   相似文献   

4.
对应地震反应谱的当量功率谱密度函数的数值算法   总被引:2,自引:0,他引:2  
提出根据地震反应谱曲线求解当量功率谱密度函数曲线的一种数值算法,为结构随机地震反应分析中确定和计算地面运动功率谱密度提供依据。在相对位移谱与结构相对位移响应峰值的均值之间建立联系;在现有迭代方法的基础上,对算法公式作进一步的推导和整理,将迭代计算转变为线性方程组的求解计算,进而避免迭代方法的不收敛。通过对数值计算结果的分析发现,由于规范反应谱曲线存在斜率突变,采用本文算法计算出的功率谱密度曲线在规范反应谱曲线的两端和分段转折点处会出现倍周期分岔甚至混沌现象。为此建议适当增加低频范围内离散频率点的数目,且采取整体光滑的反应谱曲线,从而提高计算结果的稳定性。  相似文献   

5.
柳旭峰  许才军 《地震学报》2013,35(2):151-159
视震源时间函数的提取是研究震源参数的重要途径. 本文提出了利用改进的粒子群(PSO)算法反演视震源时间函数的方法, 以水平线方法得到的结果作为PSO算法的初值, 并对PSO算法的惯性因子和学习因子进行改进, 提高计算效率. 采用改进的PSO算法对模拟数据进行了反演计算, 并与映射Landweber反褶积(PLD)方法和遗传算法(GA)进行了对比分析. 结果表明, 相对于PLD方法, 改进的PSO算法反演结果与真实结果误差更小; 相对于遗传算法, 改进的PSO算法计算效率提高了5倍以上. 最后, 利用改进的算法对2005年10月8日巴基斯坦克什米尔MW7.6地震的P波视震源时间函数进行了提取, 结果表明此次地震P波视震源时间函数在25 s之内, 震源沿西北向破裂. 该结果与张勇等的结果一致.   相似文献   

6.
计算地震动长周期反应谱的转换模型和方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
为减小长周期反应谱的计算误差,本文提出一个计算长周期反应谱的转换模型和与之相应的精确计算方法。该模型以地震动的速度和位移为输入荷载,有利于对荷载信号中的长周期噪声进行有效的控制,能够有效提升长周期地震动反应谱的计算精度和可靠性。  相似文献   

7.
规准谱形状的规定和参数的优化是设计反应谱标定的核心问题。Nelder-Mead单纯形算法是求解多参数优化问题的搜索算法,可解决多变量函数的最小化问题。该算法有极强的局部搜索能力,且不要求目标函数的可导性,因此被广泛地应用于工程领域。文中通过提取第一拐点周期、特征周期、平台值和衰减指数4个参数作为标定参数,利用MATLAB软件基于Nelder-Mead单纯形算法对设计反应谱进行标定,并论证了该算法用于设计反应谱标定的合理性和适宜性。以El Centro地震动结论和汶川地震的地震动记录的标定为例,对比了Newmark三参数法、双参数法、差分进化算法和Nelder-Mead单纯形算法的标定结果及误差。通过对比和分析发现,Nelder-Mead单纯形算法标定的反应谱计算简单、收敛速度快且更贴近实际的反应谱,误差更小。  相似文献   

8.
均匀半空间表面大定源瞬变电磁响应的快速算法   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
大定源是地面瞬变电磁观测的主要方式之一, 该方式在大深度、高密度的面积测量时具有明显的优势. 但当接收点偏离发射框中心时, 由于场源的非对称性(即框边影响), 数据处理和解释比较困难, 特别是全程瞬变响应的精确计算相当耗时. 本文介绍一种数值算法, 它既能实现快速计算, 又能满足精度要求. 该算法通过对瞬变场垂直分量(bz)及其时间变化率(bz/t)的核函数Y(Z)和Y'(Z)表现特性的研究, 以参数Z把整个瞬变过程分为早期阶段(Z→0), 中期阶段和晚期阶段(Z→∞). 计算全程响应时, 早期和晚期阶段分别采用Y(Z)和Y'(Z)的渐近表达式;对中期阶段, 内层积分(即误差函数erf)采用有理Chebyshev渐近展开式, 外层积分采用Romberg数值积分法. 理论模型计算表明, 利用该算法可以快速计算空间任意点(除发射边框)的全程响应核函数Y(Z)和Y'(Z). 当测点到边框的距离大于边长的25%时, 计算速度比常规数值积分算法快7倍;其它测点处计算速度比常规数值积分算法快4倍. 全程时段的相对误差<0.0002%.  相似文献   

9.
徐国林  陈龙伟 《地震学报》2019,41(5):671-679
为研究液化场地上建筑物承受地震作用的特性,本文利用11组液化场地实测记录,对液化场地的地震动特征进行了分析。结果显示,场地液化后,地表加速度幅值减小,长周期成分显著增多,记录中出现明显的 “尖刺” 。对比国内外抗震规范设计反应谱与液化场地实测加速度反应谱,分析得出:在短周期T<0.3 s,规范设计反应谱值与实测记录反应谱基本一致;在中长周期段0.3 s<T<1.5 s,规范反应谱值明显低于实测记录反应谱值;在长周期段T>1.5 s,规范设计谱较实测记录反应谱值略低。基于5种数值方法模拟的液化场地地震动结果显示:周期T<1.0 s时,数值计算的反应谱值基本高于液化场地实测反应谱值,或与之吻合;而周期T>1.0 s时,数值计算的反应谱值均低于液化场地实测反应谱值。   相似文献   

10.
为更好地适应复杂构造的地震偏移成像,本文提出了一套快速射线追踪算法和一种高精度的走时外插计算方法.采用线性多步法的预测-校正公式求解射线追踪方程组,与传统的四阶Runge-Kutta法相比,提高了计算效率.在网格节点上的走时计算中,应用一种基于圆台的外插方法,该方法以射线的方向为轴确定圆台,将轴上的走时外插到圆台内的网格节点上.与传统的矩形体外插方法相比,圆台走时外插方法提高了计算精度,且具有更好的稳定性.另外,该方法利用稀疏分布的射线即可获得高精度的走时表,节省计算量,对复杂构造的偏移成像非常有利,尤其是三维偏移.最后通过逆散射偏移成像算例,验证了算法的有效性和适用性.  相似文献   

11.
强震记录的采样与插值研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文从频域和时域两方面对强震记录的采样和插值过程进行了研究。研究中将采样与插值当作一个信号转换系统,通过数值计算,求得和各种常用的采样和插值过程相对应的传递函数。通过对传递函数的进一步研究表明:采样和插值方式对强震记录数据处理的结果有重要的影响,发现采样过程相当于一个低通滤波器,可以滤除信号中的某些高频信息,而插值过程犹如一个高频噪声源,会在数字记录中引入某些伪高频分量。分析结果还表明:在相同的采样密度下,不等距采样方式具有较高的精度,而等间距采样方式能给出更宽的平坦的频率特性曲线;抛物线插值给出的传递函数结果要比线性插值的结果更精确,这对恢复数字信号中的高频成分具有重要的意义。  相似文献   

12.
Modelling and inversion of controlled‐source electromagnetic (CSEM) fields requires accurate interpolation of modelled results near strong resistivity contrasts. There, simple linear interpolation may produce large errors, whereas higher‐order interpolation may lead to oscillatory behaviour in the interpolated result. We propose to use the essentially non‐oscillatory, piecewise polynomial interpolation scheme designed for piecewise smooth functions that contains discontinuities in the function itself or in its first or higher derivatives. The scheme uses a non‐linear adaptive algorithm to select a set of interpolation points that represent the smoothest part of the function among the sets of neighbouring points. We present numerical examples to demonstrate the usefulness of the scheme. The first example shows that the essentially non‐oscillatory interpolation (ENO) scheme better captures an isolated discontinuity. In the second example, we consider the case of sampling the electric field computed by a finite‐volume CSEM code at a receiver location. In this example, the ENO interpolation performs quite well. However, the overall error is dominated by the discretization error. The other examples consider the comparison between sampling with essentially non‐oscillatory interpolation and existing interpolation schemes. In these examples, essentially non‐oscillatory interpolation provides more accurate results than standard interpolation, especially near discontinuities.  相似文献   

13.
本文基于星间加速度法开展了插值公式、相关系数和采样间隔对GRACE Follow-On星间加速度精度影响的研究. 模拟结果表明:1)适当增加数值微分公式的插值点数可有效提高插值精度. 基于9点Newton插值公式,星间加速度的插值误差为4.401×10-13 m·s-2,分别基于7点、5点和3点插值公式,插值误差增加了1.192倍、6.912倍和274.029倍. 2)适当增大相关系数可有效降低星间加速度的误差. 基于相关系数0.99,星间加速度方差为3.777×10-24 m2·s-4,分别基于相关系数0.90、0.70、0.50和0.00,方差增加了9.780倍、22.404倍、26.217倍和26.820倍. 3)随着采样间隔增大,星间加速度方差逐渐降低,但卫星观测值的空间分辨率也同时降低,因此合理选取采样间隔有利于地球重力场精度的提高. 4)基于9点Newton插值公式、相关系数(K波段测量系统星间距离和星间速度0.85、GPS轨道位置和轨道速度0.95、星载加速度计非保守力0.90)和采样间隔10 s,利用预处理共轭梯度迭代法,精确和快速反演了120阶GRACE Follow-On地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为4.602×10-4 m.  相似文献   

14.
Data collected along transects are becoming more common in environmental studies as indirect measurement devices, such as geophysical sensors, that can be attached to mobile platforms become more prevalent. Because exhaustive sampling is not always possible under constraints of time and costs, geostatistical interpolation techniques are used to estimate unknown values at unsampled locations from transect data. It is known that outlying observations can receive significantly greater ordinary kriging weights than centrally located observations when the data are contiguously aligned along a transect within a finite search window. Deutsch (1994) proposed a kriging algorithm, finite domain kriging, that uses a redundancy measure in place of the covariance function in the data-to-data kriging matrix to address the problem of overweighting the outlying observations. This paper compares the performances of two kriging techniques, ordinary kriging (OK) and finite domain kriging (FDK), on examining unexploded ordnance (UXO) densities by comparing prediction errors at unsampled locations. The impact of sampling design on object count prediction is also investigated using data collected from transects and at random locations. The Poisson process is used to model the spatial distribution of UXO for three 5000 × 5000 m fields; one of which does not have any ordnance target (homogeneous field), while the other two sites have an ordnance target in the center of the site (isotropic and anisotropic fields). In general, for a given sampling transects width, the differences between OK and FDK in terms of the mean error and the mean square error are not significant regardless of the sampled area and the choice of the field. When 20% or more of the site is sampled, the estimation of object counts is unbiased on average for all three fields regardless of the choice of the transect width and the choice of the kriging algorithm. However, for non-homogeneous fields (isotropic and anisotropic fields), the mean error fluctuates considerably when a small number of transects are sampled. The difference between the transect sampling and the random sampling in terms of prediction errors becomes almost negligible if more than 20% of the site is sampled. Overall, FDK is no better than OK in terms of the prediction performances when the transect sampling procedure is used.  相似文献   

15.
李通    姚新强    郭迅  曹井泉  刘红艳 《世界地震工程》2023,39(1):189-199
本文基于Housner谱烈度公式中存在的不足和问题提出了一种改进算法,首先将相对速度反应谱积分公式上下限范围扩大为0.1~10.1 s,通过统计分析集集地震、汶川地震和芦山地震反应谱积分值和宏观烈度之间的关系,给出8组分档线性公式来计算改进谱烈度值Is,并采用普通克里金插值法绘制谱烈度分布图。本文提出的改进算法在地震动加速度时程积分与谱烈度之间建立起一组长周期、连续性和精细化的函数关系,经鲁甸地震对比验证,该改进算法得出的谱烈度分布图与宏观烈度图整体变化趋势一致,谱烈度值与宏观烈度吻合率(偏差±1度以内)约为90%,具有一定的科学性和准确性,可为灾后应急救援以及决策部署等提供科学的数据支撑。  相似文献   

16.
最短路径射线追踪方法及其改进   总被引:35,自引:9,他引:35  
综述了用网络最短路径算法求解地震射线追踪问题的原理、方法技术以及存在问题和改进措施。特别介绍了作者在最短路径算法基础上,提出的动态网络最短路径地震射线追踪方法。该方法先采集从炮点到整个模型所有节点上的初至旅行时,其中,在一个单元内,对相邻每对已计算出最小旅行时的节点进行线性插值,并利用Fermat原理计算未知节点的最小旅行时;然后,利用同样的方法,从接收点开始,反向追踪炮点到接收点的射线路径、该方法能适于各种复杂的非均匀介质,极大地提高了射线追踪的精度。  相似文献   

17.
Accurate and efficient algorithms are derived for computing any desired response quantity of a single-degree-of-freedom linear oscillator subjected to an arbitrary forcing function. These algorithms are based on linear interpolation of the excitation between discrete points sampled uniformly in time. In the special case of the undamped oscillator, the displacement algorithm is equivalent to a previously published algorithm for this situation which was derived using a finite element approach. However, contrary to the claim made by the authors of this latter algorithm, it does not give an exact solution of the equation of undamped motion for an arbitrary forcing function.  相似文献   

18.
The seismic wave field, in its high-frequency asymptotic approximation, can be interpolated from a low- to a high-resolution spatial grid of receivers and, possibly, point sources by interpolating the eikonal (travel time) and the amplitude. These quantities can be considered as functions of position only. The travel time and the amplitude are assumed to vary in space only slowly, otherwise the validity conditions of the theory behind would be violated. Relatively coarse spatial sampling is then usually sufficient to obtain their reasonable interpolation. The interpolation is performed in 2-D models of different complexity. The interpolation geometry is either 1-D, 2-D, or 3-D according to the source-receiver distribution. Several interpolation methods are applied: the Fourier interpolation based on the sampling theorem, the linear interpolation, and the interpolation by means of the paraxial approximation. These techniques, based on completely different concepts, are tested by comparing their results with a reference ray-theory solution computed for gathers and grids with fine sampling. The paraxial method holds up as the most efficient and accurate in evaluating travel times from all investigated techniques. However, it is not suitable for approximation of amplitudes, for which the linear interpolation has proved to be universal and accurate enough to provide results acceptable for many seismological applications.  相似文献   

19.
The need for synthetic seismograms arises in several acoustic well-logging contexts. We propose a numerical algorithm for computing the seismograms, characterized by a very reduced computational cost. Unlike previous contributions appearing in the technical literature, the proposed algorithm is based on a non-uniform sampling step and on linear interpolation for computing the integrals involved in the synthesis.  相似文献   

20.
基于稀疏反演的地震插值方法是一种重要的插值方法,然而大多数这类方法只针对无噪声数据或者高信噪比数据插值.实际上,地震数据含有各种噪声,使得插值问题变得更加困难.凸集投影方法是一种高效的插值算法,但是对于含噪声数据的插值效果不理想,针对含噪声数据提出的加权凸集投影方法能够实现同时插值和去噪,但是除了最小阈值需要认真选取外,增加一个权重因子来实现去噪功能.本文由迭代阈值算法推导出加权凸集投影方法,证明其是解无约束优化问题的一种方法,加权因子可以看作拟合误差项的系数.本文还提出了一种改进的凸集投影方法,与原始凸集投影方法相比该方法不需要增加任何计算量,只要通过阈值的选择来进行插值和去噪.数值模拟证明了该算法的计算效率,并且对含噪声数据能够实现较好的插值效果;先插值后去噪的结果证明了同时去噪和插值算法的可靠性和稳定性.  相似文献   

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