基于减小阶次建模的瞬时物理地震动图
摘要：基于物理的地震地面运动模拟对于补充记录的地面运动是有用的。然而，进行数值模拟的计算开销限制了它们在需要实时解决方案或不同地震源的解决方案集合的任务中的适用性。为了实现快速的基于物理的解决方案，我们提出了一种基于插值的适当正交分解（POD）的减小阶数（ROM）建模方法，用于预测峰值地面速度（PGV）。作为演示者，我们考虑了在2008年Mw 5.4 Chino Hills地震发生地点处的区域3D波传播模拟中的PGV，该模拟使用具有不同深度和震源机制的双耦合源实现。这些模拟解决了频率≤1.0 Hz并且包括地形、粘弹性衰减和S波速度≥500 m/s。我们通过逼近方法评估了插值的POD ROM的准确性。比较了径向基函数（RBF），多层感知器神经网络，随机森林和k最近邻，我们发现当与独立数据集进行测试时，RBF插值的误差最低（约0.1 cm/s）。我们还发现评估ROM的速度比波传播模拟快$10^7-10^8$倍。我们使用ROM为一百万个不同的震源机制生成PGV地图，在其中我们识别出可能有破坏性的地面运动，并量化了震源机制、深度和预测PGV的准确性之间的相关性。我们的结果表明，ROM可以快速而准确地近似具有变化的源特性、地形和复杂地下结构的波传播模拟的PGV。
作者：John M. Rekoske, Alice-Agnes Gabriel, Dave A. May
论文ID：2212.11335
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2023-07-28