|
|
|
|
راهکاری جهت تعیین تعداد بهینه توابع موج کروی کشیده شده ی گسسته در مدل تصادفی نامانای زمینلرزهها
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
کرباسچی مارال ,ملکی یورتچی یاسمن ,واعظی زکریا
|
|
منبع
|
علوم و مهندسي زلزله - 1403 - دوره : 11 - شماره : 2 - صفحه:63 -72
|
|
چکیده
|
یکی از مدلهای تصادفی که در تحلیل زمینلرزهها در نظر گرفته میشود، مدل تصادفی نامانا متشکل از فرآیندهای سیگما نوسانی است که با در نظر گرفتن شدت و فرکانس وابسته به زمان زمینلرزهها، به مدل بندی آن ها میپردازد. در این مقاله راهکاری ارائه می دهیم که به کمک تعیین تعداد توابع موج کروی کشیده شدۀ گسسته که یکی از مهمترین موارد در تحلیل ارزیابی عملکرد لرزهای سازهها است و استفاده از آن ها در ساختار مدل، بتوان برآورد تابع چگالی طیفی توان را بهصورت دقیق تری به دست آورد. در این راستا از تصویر کردن سری زمانی زمین لرزه ها بر روی توابع موج کروی کشیده شدۀ گسسته و استفاده از روش برآورد طیف پنجره چندگانه کوتاهمدت تامسون برآورد تابع چگالی طیفی توان به دست می آید. سپس پارامترهای چگالی طیف توان وابسته به زمان این مدل تصادفی، توسط روش کمترین مربعات خطا برآورد می شوند. با توجه به نتایج بهدستآمده از شبیه سازی میتوان مشاهده کرد، با تعیین تعداد بهینۀ توابع موج کروی کشیده شدۀ گسسته، مدل بهخوبی تغییرات مربوط به زمان و فرکانس را در زمینلرزههای واقعی ثبت میکند. روش مذکور بر روی داده های زمین لرزهی السنترو 1940 و داده های زمین لرزهی بم 2003 به کار برده شده و نتایج ارائه شده اند.
|
|
کلیدواژه
|
توابع موج کروی کشیده شدۀ گسسته، برآورد طیف پنجره چندگانه زمان کوتاه تامسون، فرآیندهای سیگما نوسانی، طیف توان
|
|
آدرس
|
دانشگاه الزهرا, گروه آمار, ایران, دانشگاه الزهرا, گروه آمار, ایران. موسسه تحقیقات دریایی نروژ, نروز, دانشگاه شاهد, گروه مهندسی عمران, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
waezi@shahed.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a solution to determine the optimal number of discrete prolate spheroidal sequences in nonstationary earthquakes ground-motion model
|
|
|
|
|
Authors
|
karbaschi maral ,maleki yourtchi yasaman ,waezi zakaria
|
|
Abstract
|
one of the most important issues in structural earthquake engineering is the proper definition of the time history of ground motions. it has been shown in various studies that uncertainty in the frequency content had a significant effect on the response of linear and non-linear structures. here, it is necessary to state a series of relationships first to reach the article’s main topic. this article investigates the nonstationary stochastic model of the family of oscillatory sigma processes. the nonlinear random model of earthquakes is defined as a gaussian oscillatory sigma process consisting of independent and uniformly modulated gaussian processes with zero means. first, the estimation of the psd is obtained by thomson’s short-term multiple window estimation method; then, the model parameters are used to estimate the model’s psd in such a way that the objective function takes its minimum value. thomson’s short-term multiple window estimation method depends on describing stretched spherical wave functions. discrete prolate spheroidal wave functions (dpswfs), as well as discrete prolate spheroidal sequences (dpss), are introduced by slepian. thomson’s multiple short-term window estimations is a method to estimate non-stationary time series. here the earthquake process is a continuous process. sampling on the time interval is done by considering equal time intervals. local time series are depicted on the orthogonal vectors of discrete stretched spherical wave sequences. first, using the real earthquake data of el center and 1940 to extract the local time series, considering the hanning window as the moving time window. assuming that the number of dpss is equal to 2. for each local time series of two special spectra, parameters of the oscillatory sigma process model consisting of 20 independent components of modulated processes have been estimated by the adaptive nonlinear least squares algorithm method. in the same way, for bam earthquake data, considering the hanning window 5s (n=250, ∆t=0.005), where the number of dpsss is 5, the above steps have been done and after calculating the model parameters, the estimation of the power spectrum density function time-frequency psd and psd power spectrum density function have been obtained. our main problem is choosing the number of dpss, and knowing that is very important in obtaining the desired simulation. therefore, by taking this approach, by drawing a graph of the number of dpsss against the error value, its behavior can be checked. as the number of dpsss increases from one place to the next, the error value becomes constant and tends to zero. therefore, we seek to select the lowest value of dpsss. it should be noted that the number of selected dpsss is unique and depends on the length of the data under review. here, the obtained results indicate that the presented model shows well the characteristics of the real records of the 1940 el centro and bam 2003 earthquake and records the time and frequency changes in the earthquake records.
|
|
Keywords
|
discrete prolate spheroidal sequences ,short-time thomson’s multiple-window spectrum estimation ,sigma-oscillatory processes ,power spectrum
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|