در این مقاله، تفرق سه بعدی امواج SH، SV، P و رایله در ناهمواریهای سطحی با استفاده از روش المان مرزی در فضای فرکانسی بررسی شده است. مشاهده می گردد که برای ارزیابی دقیق جابه جاییهای زمین در ناهمواریهای سطحی، بایستی تمامی پارامترها مانند شکل منطقه، خصوصیات مکانیکی محیط اطراف (چگالی، نسبت پواسن و مدول برشی)، نوع موج، آزیموت، زاویه برخورد موج و همچنین فرکانس تحریک، با هم در نظر گرفته شود. به علاوه نتایج تحقیق حاضر نشان دهنده لزوم مدلسازی سه بعدی ناهمواریهای سطحی در بررسی آنها می باشد. بیشتر ناهمواریهای سطحی در طبیعت از شکلهای ساده تشکیل گردیده اند. بر این اساس، 4 مساله برای مطالعه شکل ناهمواریهای سطحی بر بزرگنمایی امواج زلزله در نظر گرفته شده است. مسائل در نظر گرفته شده دره کروی، دره بیضوی، تپه کروی و دره مستطیل شکل می باشد. همچنین به منظور تایید نتایج تحقیق حاضر، چند مساله ارائه شده و با مراجع مقایسه گردیده است.

در این مطالعه سعی شده است با استفاده از توموگرافی امواج سطحی و برگردان منحنی­های پاشش، مدل سه­بعدی ساختار سرعتی موج برشی برای منطقه فرورانش مکران تعیین و با استفاده از نتایج آن، به سؤالاتی درباره زمین ساخت منطقه و هندسه صفحه فرورونده پاسخ داده شود. برای این پژوهش از داده­های ثبت­شده در 58 ایستگاه لرزه­نگاری در منطقه مکران در فاصله زمانی 6/2016 تا 5/2019 استفاده شده و روش توموگرافی با فرض دو جبهه موج تخت برای توموگرافی موج سطحی به کاررفته­است. توموگرافی برای سرعت فاز در نه دوره تناوب بین 25 تا 125 ثانیه انجام شده و با وارون­سازی منحنی­های پاشش، مدل سه­بعدی سرعت موج برشی برای منطقه مورد مطالعه به دست­آمده­است. نتایج نشان می­دهد در بخش غربی مکران و در شمال تنگه هرمز، سنگ کره عربی به زیر ناحیه سنندج- سیرجان و کمان ماگمایی ارومیه- دختر رانده شده است. همچنین در بخش میانی منطقه (در مکران غربی و زیر گودال جازموریان) یک سنگ کره اقیانوسی تخت وجود دارد که احتمالاً باقی­مانده ورقه اقیانوسی فرورونده ای است که از این ورقه جدا شده و باقی مانده است. همچنین در شرق منطقه، یک سنگ کره اقیانوسی دیده می­شود که با شیب کم تا شمال گودال جازموریان امتداد دارد و سپس در زیر کمان آتشفشانی با شیب زیاد فرورانش می­کند.

در این مقاله امواج لم ایجاد شده با تحریک لایه پیزوالکتریک متصل به سازه برای شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی استفاده می شود. لایه پیزوالکتریک در لحظه اولیه به صورت محرک عمل می کند تا امواج لم را در سازه ایجاد کند و سپس این لایه پیزوالکتریک به عنوان حسگری عمل می کند تا انعکاس امواج لم از سطوح مختلف سازه را شناسایی کند. مدل اجزای محدودی برای تحلیل پاسخ لایه پیزوالکتریک و سازه تحت اثر سیگنال تحریک ارائه می شود و انتشار دو دسته امواج لم متقارن و پادمتقارن در سازه شبیه سازی می شود که با سرعت های مختلف نسبت به یکدیگر منتشر می شوند. انعکاس امواج لم در اثر برخورد با سطوح خارجی سازه یا سطوح عیوب داخلی آن با استفاده از مدل ارائه شده شناسایی می شود. عملکرد این روش برای سازه با یک یا دو شیار عرضی بررسی می شود که پهنای شیارها در مقایسه با ابعاد سازه بسیار کوچک است تا ترک عرضی در سازه را شبیه سازی کند. نتایج این تحلیل نشان می دهد که امواج لم ایجاد شده نسبت به این شیارهای عرضی بسیار حساس بوده و از انعکاس های آن می توان با دقت مناسبی موقعیت عیوب سطحی و داخلی سازه را شناسایی کرد.

یکی از موضوعات موردعلاقه مهندسان ژیوتکنیک و ژیوفیزیک، استفاده از روش امواج سطحی در شناسایی لایه های زیرسطحی زمین می باشد. در محیطی که به صورت عمودی ناهمگن می باشد، سرعت فازی امواج سطحی تابعی از فرکانس می باشد. نمودار فرکانس در برابر سرعت فازی، منحنی پراکندگی نامیده می شود که این منحنی تابعی از سرعت موج برشی، سرعت موج فشاری، چگالی و ضخامت هرکدام از لایه های زمین می باشد. در این مقاله، مدل سازی محیط خاک با لایه بندی افقی در نرم افزار اجزا محدود (آباکوس) ارایه گردیده و پاسخ لرزه ای محیط های خاک با لایه های افقی شبیه سازی شده است. با توجه به تفاوت در مشخصات لایه بندی محیط، مدل ها را به دو نوع اصلی تقسیم می نماییم: مشخصات لایه ها با عمق افزایش می یابد (لایه ها از بالا به پایین سخت تر می شوند) و مشخصات لایه ها با عمق کاهش و افزایش می یابد (لایه ای ضعیف در بین دو لایه قوی تر قرار گرفته باشد). در این مدل ها، برای ایجاد امواج سطحی از منبع ضربه فعال استفاده گردید و برای مرزهای مدل نیز، از روش لایه های جاذب با میرایی افزایشی استفاده شد (بدین ترتیب، از ورود امواج برگشتی از مرزها به داخل مدل جلوگیری شد). پس از اتمام مدل سازی، داده های لرزه ای توسط ژیوفون ها ثبت گردید و منحنی پراکندگی داده های برداشت شده با استفاده از روش انتقال فرکانس-عددموج محاسبه گردید. سپس، تاثیر فواصل مختلف ژیوفون ها در منحنی پراکندگی موردبررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان دادند که با استفاده از منحنی پراکندگی و سرعت فازی در فرکانس های بالا می توان ضخامت لایه سطحی را محاسبه نمود. همچنین، سرعت فازی در فرکانس های بالا متناسب با سرعت فازی لایه سطحی می باشد. در صورت وجود لایه سست تر در بین لایه های سخت تر، منحنی پراکندگی دارای یک تقعر می باشد که باعث می شود در فرکانس های کم، منحنی پراکندگی به سمت سرعت لایه سست تر میل کند و سپس در فرکانس های بالاتر، به سرعت فازی لایه سطحی مجانب شود. شیب منحنی پراکندگی در فرکانس های پایین نشان دهنده حضور لایه های با سرعت های مختلف می باشد و هرچه شیب تندتر و به قایم نزدیک تر باشد، تعداد لایه های کمتری در محیط وجود دارد. برای محیط هایی که سختی شان از لایه های سطحی به لایه های پایین تر افزایش می یابد، منحنی پراکندگی به سمت راست (فرکانس های بالاتر) انتقال پیدا می کند. در ادامه تاثیر فواصل مختلف ژیوفون ها بررسی گردید و ملاحظه شد که فاصله ژیوفن ها باید به مقدار کمتر از یک چهارم عمق لایه محدود شود تا از پرش منحنی پراکندگی به مدهای بالاتر جلوگیری گردد. بعلاوه، در صورت مشاهده پرش منحنی پراکندگی به مدهای بالاتر در فرکانس های بالا، می توان، داده های لرزه ای را با فاصله کمتر ژیوفون ها برداشت نمود و یا اینکه، منحنی پراکندگی را فقط در محدوده فرکانسی قبل از پرش به مد بالاتر موردبررسی قرار داد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

رده ای از مسایل مقدار مرزی که در اینجا مورد بررسی قرار می گیرند به انتشار امواج سطحی دو بعدی آب عمیق در شرایط وجود یک مانع عمودی با سطح سخت مربوط می شوند، با این فرض که سطح آب با یک لایه نازک یخ پوشیده شده باشد. همچنین فرض شده است که پوشش یخی همانند یک صفحه انعطاف پذیر همگن رفتار کند. مسایل مورد نظر منجر به حل معادله لاپلاس دو بعدی در یک ربع صفحه می شود، با شرط مرزی نیومن روی مرز قائم و شرطی که مستلزم مشتقات تا مرتبه پنجم تابعی نامعلوم روی مرز افقی پوشش یخی است، می شود. با این دو شرط مرزی است که یکتایی جواب ها تضمین می شود. روشی که در اینجا برای حل مساله مقدار مرزی مذکور بکار گرفته می شود، عبارتست از تعیین جواب یکتای رده ای خاص از معادله انتگرال فردهلم منفرد نوع اول.

مطالعه تحلیلی جریان پتانسیل دو بعدی در مجاورت سطح آزاد در مقاله حاضر مورد توجه قرار گرفته است. این مقوله یکی از مباحث بنیادی در هیدرودینامیک کاربردی است و در حال حاضر روش های متنوعی برای حل این قبیل مسائل در حال توسعه است. مشاهدات تجربی امواج دریا در مقایس بزرگ و یا مشاهدات آزمایشگاهی در کانالهای باز بیانگر شکل گیری پدیده های پیچیده ای در پایین دست جریان می باشد. همچنین در پایین دست جریان اجسام شناور و یا غوطه ور، نوسانات سطح آزاد بصورت امواج سطحی ظاهر می شود که بیانگر انتقال انرژی از طرف جسم متحرک به سیال است که به عنوان درگ موج شناخته می شود. با توجه به مکانیزمهای بسیار پیچیده شکل گیری امواج سطحی و انتقال آن، تشریح پدیده درگ موج در اجسام غوطه ور و شناور یکی از مباحث پیچیده در تئوری هیدرودینامیک محسوب می شود. در مقاله حاضر سعی بر این است گامی در جهت شناخت دقیق تر پدیده های هیدرودینامیکی مجاور سطح آزاد با مطالعه بنیادی قانونمندی های حاکم بر پدیده ها برداشته شود. نتایج تحلیلی بدست آمده این امکان را فراهم می کند که بتوان شکل گیری امواج سطحی و پدیده درگ موج را تفسیر نمود. جریان حول استوانه غوطه ور بعنوان یک مساله مدل انتخاب شده است که نتایج و روش ارایه شده قابل تعمیم به کلیه مسائل دو بعدی می باشد. همچنین بر اساس این روش، می توان روشهای متداول جهت حل جریان پتانسیل در محیط بیکران را به محیط های محدود به سطح آزاد گسترش داد.