vmaitComputational Mathematics and Information TechnologiesComputational Mathematics and Information Technologies2587-8999Донской государственный технический университет10.23947/2587-8999-2017-2-163-168vmait-90Research ArticleСтатьиЧисленное моделирование сейсмической нагрузки на инженерные конструкции на арктическом шельфеNumerical modeling of earthquake impact on engineering structures on Arctic shelfhttps://orcid.org/0000-0003-3978-9072ПетровИгорь БорисовичPetrovIgor Borisovich

Петров Игорь Борисович, член-корреспондент РАН, профессор, доктор физико-математических наук, Московский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)

Petrov Igor Borisovich, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, Doctor of Science in Physics and Maths, Moscow Institute of Physics and Technology (State University), (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)

petrov@mipt.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3113-7299ГолубевВасилий ИвановичGolubevVasily Ivanovich

Голубев Василий Иванович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник в лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ, доцент кафедры информатики и вычислительной математики, Московский физико-технический институт (государственный университет), г. Долгопрудный Московской обл. (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)

Golubev Vasily Ivanovich, Candidate of Science in Physics and Maths, Senior Researcher in the Laboratory of Applied Computational Geophysics, Moscow Institute of Physics and Technology, Associate Professor of the Department of Informatics and Computational Mathematics, Moscow Institute of Physics and Technology (State University), (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)

w.golubev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2769-6688БеклемышеваКатерина АлексеевнаBeklemyshevaKaterina Alekseevna

Беклемышева Катерина Алексеевна, кандидат физико-математических наук, Московский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)

Beklemysheva Katerina Alekseevna, Candidate of Science in Physics and Maths, Moscow Institute of Physics and Technology (State University), (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)

amisto@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0513-1395ВасюковАлексей ВикторовичVasyukovAlexey Viktorovich

Васюков Алексей Викторович, кандидат физико-математических наук, Московский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)

Vasyukov Alexey Viktorovich, Candidate of Science in Physics and Maths, Moscow Institute of Physics and Technology (State University), (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)

vasyukov@gmail.comМосковский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)РоссияMoscow Institute of Physics and Technology (State University) (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)Russian FederationМосковский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)РоссияMoscow Institute of Physics and Technology (State University) (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)Russian FederationМосковский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)РоссияMoscow Institute of Physics and Technology (State University) (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)Russian FederationМосковский физико-технический институт (государственный университет) (Россия, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9)РоссияMoscow Institute of Physics and Technology (State University) (9 Institutsky per., Dolgoprudny Moscow Region, Russian Federation)Russian Federation2017300320231290Copyright © Петров И.Б., Голубев В.И., Беклемышева К.А., Васюков А.В., 20232023Петров И.Б., Голубев В.И., Беклемышева К.А., Васюков А.В.Petrov I.B., Golubev V.I., Beklemysheva K.A., Vasyukov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cmit-journal.ru/jour/article/view/90

Рассматривается задача численного моделирования процесса инициации сейсмической активности на шельфе и её разрушающего воздействия на инженерные конструкции. Для описания динамического поведения геологического массива используются определяющие системы уравнений теории упругости и акустики с явным выделением всех геологических слоёв. Отличительной особенностью разработанного подхода является полноволновой расчёт распространения сейсмических волн от очага землетрясения к дневной поверхности. Для численного расчёта используется сеточно-характеристический метод на гексаэдральных и тетраэдральных расчётных сетках.

The problem of numerical modeling of the process of initiation of seismic activity on Arctic shelf and its impact on engineering structures is considered. To describe the dynamic behavior of a geological array, the determining systems of equations of the theory of elasticity and acoustics are used with explicit identification of all geological layers. A distinctive feature of the developed approach is the full wave calculation of the propagation of seismic waves from the source of the earthquake to the day surface. Grid-characteristic method is used for numerical calculation on hexahedral and tetrahedral computational grids.

математическое моделированиесеточно-характеристический методземлетрясениесейсмостойкостьпараллельные алгоритмыmathematical modelinggrid-characteristic methodearthquakeseismic stabilityparallel algorithmsРабота выполнена при поддержке РФФИ, проект 16-07-00233The study was supported by RFBR, research project 16-07-00233ReferencesHinton M.J., Kaddour A.S., Soden P.D. Failure criteria in fiber reinforced polymer composites: the world-wide failure exercise. ‒ Amersterdam; London: Elsevier, 2004 ‒ 1268 p.Hinton M.J., Kaddour A.S., Soden P.D. Failure criteria in fiber reinforced polymer composites: the world-wide failure exercise. ‒ Amersterdam; London: Elsevier, 2004 ‒ 1268 p.Hinton M.J., Kaddour A.S. Maturity of 3D failure criteria for fiber-reinforced composites: Comparison between theories and experiments: Part B of WWFE-II // Journal of Composite Materials. ‒ 2013. ‒ № 7. ‒ P. 925-966.Hinton M.J., Kaddour A.S. Maturity of 3D failure criteria for fiber-reinforced composites: Comparison between theories and experiments: Part B of WWFE-II // Journal of Composite Materials. ‒ 2013. ‒ № 7. ‒ P. 925-966.Sedov L.I. Continuum mechanics. V.1. ‒ Moscow: Nauka, 1970. ‒ 492 p.Sedov L.I. Continuum mechanics. V.1. ‒ Moscow: Nauka, 1970. ‒ 492 p.Golubev V.I., Petrov I.B., Khokhlov N.I. Software development to assess seismic resistance to oil and gas complex facilities, the Society of Petroleum Engineers ‒ SPE Arctic and Extreme Environments Conference and Exhibition, AEE. ‒ 2013. ‒ V. 3. ‒ pp. 2068-2082.Golubev V.I., Petrov I.B., Khokhlov N.I. Software development to assess seismic resistance to oil and gas complex facilities, the Society of Petroleum Engineers ‒ SPE Arctic and Extreme Environments Conference and Exhibition, AEE. ‒ 2013. ‒ V. 3. ‒ pp. 2068-2082.Golubev V.I., Petrov I.B., Khokhlov N.I., Shul'ts K.I. Numerical computation of wave propagation in fractured media by applying the grid-characteristic method on hexahedral meshes // Computational Mathematics and Mathematical Physics. ‒ 2015. ‒ V. 55. ‒ No. 3. ‒ pp. 509-518.Golubev V.I., Petrov I.B., Khokhlov N.I., Shul'ts K.I. Numerical computation of wave propagation in fractured media by applying the grid-characteristic method on hexahedral meshes // Computational Mathematics and Mathematical Physics. ‒ 2015. ‒ V. 55. ‒ No. 3. ‒ pp. 509-518.Petrov I. B., Favorskaya A. V., Vasyukov A. V., Ermakov A. S., Beklemysheva K. A., Kazakov A. O., Novikov A. V. .. Numerical simulation of wave propagation in anisotropic media // Doklady mathematics ‒ 2015 ‒ V.90. ‒ No. 3. ‒ pp. 778-780.Petrov I. B., Favorskaya A. V., Vasyukov A. V., Ermakov A. S., Beklemysheva K. A., Kazakov A. O., Novikov A. V. .. Numerical simulation of wave propagation in anisotropic media // Doklady mathematics ‒ 2015 ‒ V.90. ‒ No. 3. ‒ pp. 778-780.Beklemysheva K.A., Danilov A.A., Petrov I.B., Salamatova V.Yu., Vassilevski Yu.V., Vasyukov A.V. Virtual blunt of human thorax: Age-dependent response of the vascular system // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modeling. ‒ 2015. ‒ V.30. ‒ № 5. – pp. 259-268.Beklemysheva K.A., Danilov A.A., Petrov I.B., Salamatova V.Yu., Vassilevski Yu.V., Vasyukov A.V. Virtual blunt of human thorax: Age-dependent response of the vascular system // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modeling. ‒ 2015. ‒ V.30. ‒ № 5. – pp. 259-268.Beklemysheva KA, Vasyukov AV, Ermakov AS, Petrov IB Numerical simulation with grid-characteristic method of destruction of composite materials // Mathematical modeling. ‒ 2016. ‒ V.28. ‒. №2. ‒ pp. 97-110.Beklemysheva KA, Vasyukov AV, Ermakov AS, Petrov IB Numerical simulation with grid-characteristic method of destruction of composite materials // Mathematical modeling. ‒ 2016. ‒ V.28. ‒. №2. ‒ pp. 97-110.Zaslavsky Yu.M., Kerzhakov B.V., Kulinich V.V. Vertical seismic profiling on the sea shelf. // Acoustic journal. 2008. ‒ V.54. ‒ No. 3. ‒ pp. 483-490.Zaslavsky Yu.M., Kerzhakov B.V., Kulinich V.V. Vertical seismic profiling on the sea shelf. // Acoustic journal. 2008. ‒ V.54. ‒ No. 3. ‒ pp. 483-490.Golubev V.I., Kvasov I.E., Petrov I.B. Influence of natural disasters on ground facilities. Mathematical Models and Computer Simulations. ‒ 2012. ‒ V.4. ‒ №2. ‒ pp. 129-134.Golubev V.I., Kvasov I.E., Petrov I.B. Influence of natural disasters on ground facilities. Mathematical Models and Computer Simulations. ‒ 2012. ‒ V.4. ‒ №2. ‒ pp. 129-134.Richter C.F. An instrumental earthquake magnitude scale // Bulletin of the Seismological Society of America. ‒ 1935. ‒ V.25 ‒ No.1. ‒ pp.1-32.Richter C.F. An instrumental earthquake magnitude scale // Bulletin of the Seismological Society of America. ‒ 1935. ‒ V.25 ‒ No.1. ‒ pp.1-32.Petrov I. B., Vasyukov A. V., Beklemysheva K. A., Ermakov A. S., Dziuba A. S., Golovan V. I. .. Numerical modeling of low energy stratification at the strestrine panel. // Mathematical Modeling. ‒ 2014. ‒ V.26. ‒ №9. ‒ pp. 96-110.Petrov I. B., Vasyukov A. V., Beklemysheva K. A., Ermakov A. S., Dziuba A. S., Golovan V. I. .. Numerical modeling of low energy stratification at the strestrine panel. // Mathematical Modeling. ‒ 2014. ‒ V.26. ‒ №9. ‒ pp. 96-110.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.