基于OFC模型的地震網(wǎng)絡(luò)及能量分布規(guī)律研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 13:24
地震學(xué)家發(fā)現(xiàn)地震事件的發(fā)生并不是隨機(jī)的、獨(dú)立的,彼此之間具有相互聯(lián)系、相互影響。地震系統(tǒng)表現(xiàn)出一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)行為,有必要系統(tǒng)地從網(wǎng)絡(luò)角度來研究地震現(xiàn)象,將地震數(shù)據(jù)抽象成地震網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究成為認(rèn)識(shí)地震活動(dòng)規(guī)律的有效手段。研究發(fā)現(xiàn),地震系統(tǒng)是一個(gè)具有自組織臨界性的復(fù)雜系統(tǒng),自組織臨界性對(duì)于認(rèn)識(shí)地震活動(dòng)的規(guī)律性具有很大的作用。因此,將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與自組織臨界性相結(jié)合成為當(dāng)今研究地震活動(dòng)的新趨勢(shì)。本文首先介紹了幾種常見的自組織臨界性模型的基本原理,著重描述了模擬地震能量傳遞行為對(duì)地震活動(dòng)造成影響的OFC模型的構(gòu)造方法,并研究了 OFC模型的相關(guān)性質(zhì)。其次,針對(duì)真實(shí)的地震網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜情況,為盡可能的模擬真實(shí)的地震能量傳遞行為,構(gòu)造了時(shí)空域網(wǎng)絡(luò)OFC模型,研究發(fā)現(xiàn)該OFC模型具有自組織臨界性,能夠較好的模擬真實(shí)地震發(fā)生情況,并研究了不同的參數(shù)對(duì)自組織臨界性的影響。然后,運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)對(duì)不同的OFC模型的生成數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性進(jìn)行研究,并與真實(shí)的時(shí)空域網(wǎng)絡(luò)的特性進(jìn)行對(duì)比分析,研究發(fā)現(xiàn)基于時(shí)空域網(wǎng)絡(luò)OFC模型的生成數(shù)據(jù)建立的新的時(shí)空域網(wǎng)絡(luò)與真實(shí)的時(shí)空域網(wǎng)絡(luò)在度分布與累積度分布方面具有一致性...
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1沙堆動(dòng)力學(xué)模型??Fig.2.1?The?dynamic?model?of?sand?pile??
2.4所示。開始時(shí),每個(gè)結(jié)點(diǎn)賦予一個(gè)(〇,?&)之間的隨機(jī)能量值,盡表示閾值。??為方便研究,我們?nèi)。唬剑。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為L時(shí),此時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有ZxZ個(gè)結(jié)點(diǎn)。??如圖2.4,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模1?=?5,網(wǎng)絡(luò)中共有25個(gè)結(jié)點(diǎn)。??T ̄T ̄ ̄TT ̄T??V ̄ ̄〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇??〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇〇??〇 ̄ ̄〇^??? ̄ ̄?? ̄ ̄???圖2.4二維規(guī)則網(wǎng)絡(luò)??Fig.2.4?Two-dimensional?regular?network??為了描述地殼運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致板塊積累的能量變化,所有板塊累積的能量都應(yīng)同時(shí)??增加,因此我們使網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的能量值緩慢均勻增加,一直到其中一個(gè)結(jié)點(diǎn)??能量值到達(dá)閾值時(shí),此結(jié)點(diǎn)變得不穩(wěn)定(倒塌),這時(shí)認(rèn)為一次地震開始發(fā)生。??此結(jié)點(diǎn)的能量傳遞按如下規(guī)則:??-10-??
學(xué)碩士學(xué)位論文?第2章自組織臨界性糢型與地震網(wǎng)絡(luò)中對(duì)結(jié)點(diǎn)之間的邊的解釋是:地震系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),地認(rèn)為是由于地殼板塊之間不斷的擠壓,從而超過板塊的承受力并造、凹陷等,最終引發(fā)地震的發(fā)生,因此,認(rèn)為地震的發(fā)生是地殼板相互作用力的結(jié)果。地震的發(fā)生會(huì)對(duì)其他地震的發(fā)生會(huì)產(chǎn)生影響,在地震學(xué)中,通常在一個(gè)大地震發(fā)生后,在其附近會(huì)產(chǎn)生一系列小地震稱為主震,一系列后續(xù)發(fā)生的小地震稱為余震。普遍認(rèn)為,余到主震的影響,主震與余震之間具有緊密的聯(lián)系[4M3】。如果認(rèn)為一對(duì)其他后續(xù)的地震發(fā)生產(chǎn)生影響,那么如果這兩個(gè)地震在不同的方震的各自網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一條有向邊,若這兩個(gè)地震在同一方格產(chǎn)生一條自連邊。??樣,經(jīng)過對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化處理,最終會(huì)得到一個(gè)有重復(fù)邊、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[44],地震網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2.5所示。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于k-核解析的地震活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)特征分析[J]. 李光光,趙海,何璇,蔡巍,張婭,裴繁東. 地震學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]基于時(shí)空影響域的地震網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方法[J]. 何璇,趙海,蔡巍,張婭. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(10)
[3]地震活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)行為[J]. 謝周敏. 震災(zāi)防御技術(shù). 2011(01)
[4]Self-Organized Criticality Analysis of Earthquake Model Based on Heterogeneous Networks[J]. 王林,張貴清,陳天侖. Communications in Theoretical Physics. 2011(01)
[5]A Modified Earthquake Model Based on Generalized Barabasi-Albert Scale-Free Networks[J]. LIN Min,~(1,) WANG Gang,~(2,3) and CHEN Tian-Lun~4 1 Department of Mathematics, Ocean University of China, Qingdao 266071, China 2 Institute of Oceanology, the Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China 3 Graduate School, the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China 4 Department of Physics, Nankai University, Tianjin 300071, China. Communications in Theoretical Physics. 2006(12)
[6]Self-organized Criticality in an Earthquake Model on Random Network[J]. ZHANG Duan-Ming SUN Fan YU Bo-Ming PAN Gui-Jun SUN Hong-Zhang YIN Yan-Ping LI Rui SU Xiang-Ying Department of Physics,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China. Communications in Theoretical Physics. 2006(02)
[7]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究概述[J]. 周濤,柏文潔,汪秉宏,劉之景,嚴(yán)鋼. 物理. 2005(01)
[8]A Modified Earthquake Model of Self-Organized Criticality on Small World Networks[J]. LIN Min ZHAO Xiao-Wei CHEN Tian-Lun Department of Physics,Nankai University,Tianjin 300071,China. Communications in Theoretical Physics. 2004(04)
[9]從彈簧滑塊到地震預(yù)測(cè):BK模型今昔談[J]. 吳忠良,陳運(yùn)泰. 物理. 2002(11)
[10]自組織臨界性與地震預(yù)測(cè)——對(duì)目前地震預(yù)測(cè)問題爭(zhēng)論的評(píng)述(之一)[J]. 吳忠良. 中國(guó)地震. 1998(04)
碩士論文
[1]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中地震模型自組織臨界行為的研究[D]. 孫凡.華中科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3284229
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1沙堆動(dòng)力學(xué)模型??Fig.2.1?The?dynamic?model?of?sand?pile??
2.4所示。開始時(shí),每個(gè)結(jié)點(diǎn)賦予一個(gè)(〇,?&)之間的隨機(jī)能量值,盡表示閾值。??為方便研究,我們?nèi)。唬剑。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為L時(shí),此時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有ZxZ個(gè)結(jié)點(diǎn)。??如圖2.4,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模1?=?5,網(wǎng)絡(luò)中共有25個(gè)結(jié)點(diǎn)。??T ̄T ̄ ̄TT ̄T??V ̄ ̄〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇??〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇 ̄ ̄〇〇??〇 ̄ ̄〇^??? ̄ ̄?? ̄ ̄???圖2.4二維規(guī)則網(wǎng)絡(luò)??Fig.2.4?Two-dimensional?regular?network??為了描述地殼運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致板塊積累的能量變化,所有板塊累積的能量都應(yīng)同時(shí)??增加,因此我們使網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的能量值緩慢均勻增加,一直到其中一個(gè)結(jié)點(diǎn)??能量值到達(dá)閾值時(shí),此結(jié)點(diǎn)變得不穩(wěn)定(倒塌),這時(shí)認(rèn)為一次地震開始發(fā)生。??此結(jié)點(diǎn)的能量傳遞按如下規(guī)則:??-10-??
學(xué)碩士學(xué)位論文?第2章自組織臨界性糢型與地震網(wǎng)絡(luò)中對(duì)結(jié)點(diǎn)之間的邊的解釋是:地震系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),地認(rèn)為是由于地殼板塊之間不斷的擠壓,從而超過板塊的承受力并造、凹陷等,最終引發(fā)地震的發(fā)生,因此,認(rèn)為地震的發(fā)生是地殼板相互作用力的結(jié)果。地震的發(fā)生會(huì)對(duì)其他地震的發(fā)生會(huì)產(chǎn)生影響,在地震學(xué)中,通常在一個(gè)大地震發(fā)生后,在其附近會(huì)產(chǎn)生一系列小地震稱為主震,一系列后續(xù)發(fā)生的小地震稱為余震。普遍認(rèn)為,余到主震的影響,主震與余震之間具有緊密的聯(lián)系[4M3】。如果認(rèn)為一對(duì)其他后續(xù)的地震發(fā)生產(chǎn)生影響,那么如果這兩個(gè)地震在不同的方震的各自網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一條有向邊,若這兩個(gè)地震在同一方格產(chǎn)生一條自連邊。??樣,經(jīng)過對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化處理,最終會(huì)得到一個(gè)有重復(fù)邊、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[44],地震網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2.5所示。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于k-核解析的地震活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)特征分析[J]. 李光光,趙海,何璇,蔡巍,張婭,裴繁東. 地震學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]基于時(shí)空影響域的地震網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方法[J]. 何璇,趙海,蔡巍,張婭. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(10)
[3]地震活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)行為[J]. 謝周敏. 震災(zāi)防御技術(shù). 2011(01)
[4]Self-Organized Criticality Analysis of Earthquake Model Based on Heterogeneous Networks[J]. 王林,張貴清,陳天侖. Communications in Theoretical Physics. 2011(01)
[5]A Modified Earthquake Model Based on Generalized Barabasi-Albert Scale-Free Networks[J]. LIN Min,~(1,) WANG Gang,~(2,3) and CHEN Tian-Lun~4 1 Department of Mathematics, Ocean University of China, Qingdao 266071, China 2 Institute of Oceanology, the Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China 3 Graduate School, the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China 4 Department of Physics, Nankai University, Tianjin 300071, China. Communications in Theoretical Physics. 2006(12)
[6]Self-organized Criticality in an Earthquake Model on Random Network[J]. ZHANG Duan-Ming SUN Fan YU Bo-Ming PAN Gui-Jun SUN Hong-Zhang YIN Yan-Ping LI Rui SU Xiang-Ying Department of Physics,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China. Communications in Theoretical Physics. 2006(02)
[7]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究概述[J]. 周濤,柏文潔,汪秉宏,劉之景,嚴(yán)鋼. 物理. 2005(01)
[8]A Modified Earthquake Model of Self-Organized Criticality on Small World Networks[J]. LIN Min ZHAO Xiao-Wei CHEN Tian-Lun Department of Physics,Nankai University,Tianjin 300071,China. Communications in Theoretical Physics. 2004(04)
[9]從彈簧滑塊到地震預(yù)測(cè):BK模型今昔談[J]. 吳忠良,陳運(yùn)泰. 物理. 2002(11)
[10]自組織臨界性與地震預(yù)測(cè)——對(duì)目前地震預(yù)測(cè)問題爭(zhēng)論的評(píng)述(之一)[J]. 吳忠良. 中國(guó)地震. 1998(04)
碩士論文
[1]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中地震模型自組織臨界行為的研究[D]. 孫凡.華中科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3284229
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