[U4.36.04] Opérateur GENE_ACCE_SEISME
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1. Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 2 Syntaxe acce table fonction GENE ACCE SEISME DUREE PHASE FORTE TSM R PESANTEUR gt G R PAS INST dt R FREQ FILTRE ff R FREQ CORNER fce R NB TIRAGE Nbt T NB POIN nb poin T INIT ALEA ni I 0 FREQ PENTE fp R COEF CORR rho R r gle un parmi DSP SPEC_MEDIANE SPEC_UNIQUE SPEC FRACTILE DSP SE O AMOR REDUIT amo R FREQ FOND fO R SPEC MEDIANE F O SPEC OSCI spec cible fonction sdaster AMOR REDUIT amo R NB ITER nbiter I FREQ PAS fpas R ERRE MAX cmax emax R ERRE ZPA czpa ezpa R ERRE RMS crms erms R METHODE HARMO DEFAUT NIGAM TXM SPEC UNIQUE _F O SPEC OSCI spec cible fonction sdaster AMOR REDUIT amo R NB_ITER nbiter I FREQ PAS fpas R ERRE MAX cmax emax R ERRE ZPA czpa ezpa R ERRE RMS crms erms R METHODE HARMO DEFAUT NIGAM TXM SPEC FRACTILE E i 0 BPEC OSCI spec med fonction sdaster SPEC 1 SIGMA spec sig fonction sdaster AMOR REDUIT amo R FREQ PAS fpas R MODULATION E TYPE2. JENNINGS HOUSNER TXM GAMMA CONSTANT si TYPE GAMMA Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fal html Code Aster Version default Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Responsable Irmela ZENTNER INST_INIT si DSP INT ARIAS ACCE MAX ECA RT_ TYPE INFO TITRE Date 10 03 2015 Page 3 10 Cl U4 36 04 R vision 12940 Senini R arias R pga R ect R fous DEFAUT f 2 titre 1 Kn Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copylett fdl html Code Aster Tuli Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Date 10 03 2015 Page 4 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 3 Op randes 3 1 Mot cl DUREE PHAS_FORT DUREE PHAS FORT TSM R Dur e de la phase forte du signal g n rer cf aussi R4 05 05 Les param tres des fonctions de modulation GAMMA et de Jennings amp Housner JENNINGS_HOUSNER sont identifi es de sorte ce que la phase forte moyenne des signaux corresponde celle donn e Dans le cas d une modulation constante la dur e totale du signal correspond la dur e de la phase forte renseign 3 2 Mot cl NB_
3. pour le deuxi me signal 3 10 Mot cl PESANTEUR PESANTEUR G R En g n ral on prend PESANTEUR 9 81 m s cf aussi 3 8 2 Dans ce cas il faut renseigner ACCE_MAX PGA et ECART_TYPE ou le cas ch ant le spectre cible SPEC_OSCI en g Cette grandeur de normalisation est galement utilis pour le calcul de l intensit d Arias titre d exemple donner ACCE MAX 0 2 correspond un PGA de 0 2g avec g 9 81m s Les acc l rogrammes g n r s seront alors des acc l rations en m s 3 11 Mots cl facteur DSP Le s isme est mod lis par un processus stochastique non stationnaire Les densit s spectrales de puissance DSP volutives permettent de tenir compte d un ph nom ne non stationnaire en amplitude et contenu fr quentiel comme le s isme La variation de l amplitude est prise en compte par une fonction de modulation alors que l volution du contenu fr quentiel est mod lis e par la DSP de Kanai Tajimi volutive La DSP de Kanai Tajimi est en outre filtr e afin de supprimer le contenu fr quentiel en tr s basses fr quences qui peut conduire des probl mes num riques d rives non nulles pour les signaux int gr s Les param tres li s la variation de l amplitude sont l intensit d Arias la dur e de la phase forte et l instant de d but de la phase forte Les param tres li s la DSP et l volution du contenu fr quentiel sont l
4. 7 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 e G n ration d un signal sismique dont le SRO est tr s proche du SRO cible il faut proc der des it rations pour ajuster au mieux le contenu spectral du signal Si on demande plusieurs signaux NB_TIRAGE alors l ajustement se fait par signal g n r G n ration de Nbt signaux dont le spectre m dian respecte la cible Si le SRO m dian est un spectre physique alors l ensemble des signaux g n r s poss de en g n ral un SRO m dian proche de la cible On peut toutefois faire des it rations pour am liorer l ajustement du SRO m dian e G n ration de Mbt signaux dont le spectre m dian et le spectre un sigma respectent la cible Il s agit d une m thode pour les tudes best estimate Les signaux g n r s poss dent une variabilit proche de celle des signaux r elles disponibles dans les bases de donn es notamment en ce qui concerne la variabilit entre les r alisations record to record variability Pour cela il faut renseigner le spectre m dian ainsi que le spectre un sigma Le spectre m dian ainsi que le spectre un sigma sont g n ralement fournis par les lois d att nuation 3 12 1 Op rande SPEC_OSCI SPEC OSCI spec_cible On renseigne ici le SRO cible sous forme d une fonction avec en abscisse les fr quences et en ordonn e les acc l ration spectrales les derni res doivent tre norm es selon PESANTEUR On pe
5. amortissement et la fr quence fondamentale de la DSP de Kanai Tajimi ainsi que la pente d crivant l volution de cette derni re au cours du temps Ces param tres peuvent tre d termin s partir d un ac l rogramme donn et ou d un SRO spectre de r ponse d oscillateur et ou en faisant appel aux donn es disponibles dans la litt rature En outre le mod le tant param tr il est possible de tenir compte de la variabilit et de l incertitude de ces param tres l aide de tirages al atoires L algoritihme de simulation et le mod le sont d crits avec plus de d tail dans la documentation de r f rence R4 06 04 3 11 1 Op randes AMOR REDUIT FREQ FOND AMOR REDUIT amo R Valeur du taux d amortissement critique de la DSP de Kanai Tajimi FREQ FOND f R Fr quence centrale de la DSP de Kanai Tajimi c est la fr quence o le plus d nergie est concentr 3 12 Mots cl facteur SPEC MEDIANE SPEC UNIQUE et SPEC FRACTILE Ce mot cl facteur permet de renseigner la donn d un SRO cible afin de g n rer des signaux sismiques en accord avec le SRO cible Il faut alors d terminer une DSP compatible avec la donn e du SRO cible Il y a deux options Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fal html Code Aster pr Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Date 10 03 2015 Page
6. Code Aster E Titre Op rateur GENE ACCE SEISME Date 10 03 2015 Page 1 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 Op rateur GENE ACCE SEISME 1 But Cet op rateur permet de g n rer des acc l rogrammes sismiques artificiels pour des calculs dynamiques transitoires Il permet de g n rer deux types de signaux 1 Signaux sismiques non stationnaires selon le mod le de densit spectral de puissance DSP de Kanai Tajimi volutif option DSP 2 Signaux sismiques compatibles avec un spectre de r ponse d oscillateur SRO cible option SPEC MEDIAN SPEC UNIQUE OU SPEC FRACTILE Dans les deux cas on doit y associer une fonction de modulation qui d termine l volution temporelle des signaux sismiques par le mot cl facteur MODULATION Si on ne souhaite pas appliquer de modulation temporelle il faut choisir une modulation constante sur l intervalle de temps II convient de consulter la documentation R4 05 05 pour une description d taill e des mod lisations et param tres renseigner Produit un concept de type table fonction Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copylett fdl html Code Aster Version default Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Date 10 03 2015 Page 2 10
7. POIN NB POIN nb poin I Nombre de points de discr tisation de l interspectre utiliser dans l algorithme de g n ration nb point doit tre un nombre pair Si NB POIN est renseign alors la dur e de la simulation est d termin par cette valeur T dt N 1 etle point de discr tisation temporelle sont t jdt j 0 N 1 Si le mot cl NB_POIN n est pas renseign on prend la dur e de simulation gale 4 fois la dur e de la phase forte plus t T 3TSM f Ceci permet de simuler l acc l rogramme sur toute sa longueur si la variation du signal est d finie par une fonction de modulation Gamma ou de Jennings amp Housner Le nombre de points NB_POIN est alors calcul partir de cette valeur Dans le cas d une modulation constante TYPE CONSTANT on prend T TSM et NB_POIN n est pas demand 3 3 Mot cl FREQ FILTRE FREQ FILTRE ff R Mot cl optionnel pour renseigner une fr quence en Hz pour filtrer les basses fr quences des signaux sismiques accelerogrammes dans le domaine temporel Il s agit donc d un filtre passe haut Ce filtre permet d enlever une ventuelle d rive des signaux en d placement obtenus par int gration des acc l rogrammes Par d faut on n applique pas de filtrage temporel ff 0 0 Remarque Il faut faire attention de ne pas choisir ff trop grand ff 0 05Hz constitue une valeur de r f rence raisonnable Si ff est trop grand alors on n enl ve pas seulement la d rive mais on e
8. es trois mots cl facteur SPEC UNIQUE SPEC MEDIANE OU SPEC FRACTILE alors cette information est d j contenu dans le spectre cible INT ARIAS arias R Intensit d Arias moyenne Arias E avec X le processus mod lisant le TT T2 J X t dt Jo X mouvement sismique acce et g est la pesanteur ACCE MAX pga R Acc l ration maximale au sol PGA On associe cette valeur au maximum m dian des signaux g n rer L cart type correspondant est d termin partir du facteur de pic et pour la phase forte TSM Il faut renseigner ACCE MAX PGA en g La valeur de g est renseigner par le mot cl PESANTEUR Ainsi ACCE MAX 0 2 correspond un PGA de 0 2g avec g 9 81m s Les acc l rogrammes g n r s seront alors des acc l rations en m s ECART TYPE ect R cart type du processus stochastique stationnaire sous jacent On applique ensuite la modulation de l amplitude GAMMA OU JENNINGS_HOUSNER Il faut renseigner ECART_TYPE en g confer aussi ci dessus La valeur de g est renseigner par le mot cl PESANTEUR On doit prendre PESANTEUR 9 81 m s pour obtenir des acc l rations en m s 3 13 3 Op rande INST_INIT 0INST INIT t ini R Instant de d but de la phase forte dans le cas de la fonction de modulation GAMMA Les param tres de la fonction de modulation GAMMA sont identifi s
9. ion la dur e des signaux simul s correspond TSM On utilise la d finition s appuyant sur l intensit d Arias On note TSM T T o T et T sont respectivement les instants de temps o 5 et 95 de l intensit d Arias l nergie totale sont r alis s L instant T correspond au d but de la phase forte ini Si NB POIN est donn pour les modulations Gamma et Jennings amp Housner alors la dur e totale des signaux correspond NB POIN 1 PAS INST 3 13 1 Op rande TYPE TYPE JENNINGS HOUSNER TXM GAMMA CONSTANT D finition du type de modulation cf aussi R4 05 05 La modulation CONSTANTE correspond un signal sans modulation de l amplitude Si on suppose de plus que la fr quence fondamentale de la DSP est constante alors on se ram ne un processus stationnaire 3 13 2 Op randes INT_ARIAS ACCE MAX ECART TYPE Si on a choisi l option DSP alors il faut renseigner l un des trois param tres intensit d Arias PGA acc l ration maximale au sol ou cart type pour d finir l nergie contenu dans les signaux Si on a Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fal html Co d e A ster Version default Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Date 10 03 2015 Page 9 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 choisi l un d
10. nel par d faut on fait pas d it rations Avec l option SPEC FRACTILE on ne peut pas it rer 3 12 6 Op rande METHODE HARMO DEFAUT NIGAM TXM METHODE Ce mot cl facultatif permet de choisir la m thode pour le calcul des spectre de r ponse Ce sont les m mes m thodes que ceux disponible pour le calcul de SRO avec CALC FONCTION U4 32 04 Par d faut on utilise la m thode HARMO Le spectre de r ponse est alors obtenu par des calculs harmoniques successifs pour diff rents fr quences propres d oscillateur en passant par une FFT IFFT du signal en entr e La m thode NIGAM est d taill e dans le document R5 05 01 3 12 7 Op rande FREQ PAS FREQ PAS fpas R Avec ce mot cl facultatif on peut choisir le pas de discr tisation du SRO utilis pour d terminer la DSP compatible Les valeurs du SRO renseign es via SPEC OSCI sont ensuite interpol es pour obtenir le pas de discr tisation fpas souhait Par d faut on prend le m me pas de fr quence que celui utilis pour la g n ration des signaux Ce dernier se d duit de la fr quence de coupure et du nombre de points NB_POIN cf 83 5 3 13 Mots cl facteur MODULATION Les param tres des fonctions de modulation GAMMA et de Jennings amp Housner JENNINGS HOUSNER sont identifi es de sorte ce que la phase forte TSM moyenne des signaux corresponde celle donn e Pour une modulation CONSTANTE pas de modulat
11. nl ve aussi une grande partie du conrenu en basses fr quences des signaux 3 4 Mot cl FREQ CORNER FREQ CORNER fc R Cette fr quence est connu dans la communaut des sismologues par le terme corner frequency On peut observer que le contenu fr quentiel des signaux sismiques naturel tend vers O tr s rapidement partir d une certaine fr quence minimale savoir pour des fr quences inf rieures la corner frequency Dans le cas de la g n ration de signaux compatibles avec un SRO on peut utiliser cette commande pour optimiser l ajustement du contenu en basses fr quences des signaux Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fal html Code Aster pra Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Date 10 03 2015 Page 5 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 Dans le cas de la g n ration de signaux par la DSP de Kanai Tajimi il faut appliquer ce filtre pour obtenir un mod le physique en accord avec les donn es sismologiques notamment la propri t que le contenu spectral doit tendre vers z ro au d l de la corner frequency sans filtre la DSP de Kanai Tajimi n est pas nulle l origine Par d faut on utilise un filtre avec fe 0 05 xX FREQ FOND pourla DSP de Kanai Tajimi 3 5 Mot cl PAS_INST PAS_INST dt R Pas de temps des signaux sismiques Ce
12. par moindre carr s pour que TSM et t soient respect s 3 14 Op rande INFO INFO 1 pas d impression 2 impression des informations relatives au mod le et la discr tisation traitement du signal 3 15 Op rande TITRE TITRE titre titre est le titre du calcul imprimer en t te des r sultats U4 03 01 4 Table produite Les param tres de la table produite sont les suivants Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Version Code Aster default Titre Op rateur GENE_ACCE_SEISME Date 10 03 2015 Page 10 10 Cl U4 36 04 R vision 12940 Responsable Irmela ZENTNER PARAMETRE TYPE DESCRIPTION 1 num ros d ordre NB_TTRAGE NUME_ORDRE FONCTION nom des fonctions g n r es NOM_ PARA EletACCE2 si COEF CORR 5 Exemples On peut consulter le cas test zzzz317 Fascicule u4 36 Tables et fonctions Manuel d utilisation Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html
13. sus correspond la DSP de Kanai Tajimi classique mais filtr en basses fr quences 3 7 Mot cl NB _ TIRAGE NB TIRAGE Nbt 1 Le nombre de signaux simuler La valeur de d faut est 1 3 8 Mot cl INIT_ALEA 0 INIT ALEA ni 1 Si le mot cl INIT ALEA est renseign on initialise le germe des suites al atoires par cette valeur Deux calculs cons cutif avec la m me initialisation produisent alors le m me signal sismique 3 9 Mot cl COEF CORR COEF CORR rho R Ce mot cl permet de renseigner un coefficient de corr lation pour la g n ration de signaux correl s Le coefficient de corr lation peut prendre les valeurs entre 1 et 1 1 lt rho lt 1 Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copylett fdl html Code Aster ul Titre Op rateur GENE ACCE SEISME Date 10 03 2015 Page 6 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 Si COEF CORR est renseign alors on simule des paires de signaux corr l s avec coefficient de corr lation rho Ces signaux peuvent repr senter les deux composantes de signaux sismiques horizontaux correl s ou alors des chargements temporels pour des tudes en multi appui Dans la TABLE FONCTION en sortie de l op rateur les deux composantes sont recens s par NOM_PARA qui vaut ACCE1 pour le premier et ACCE2
14. tte valeur est utilis e pour d terminer la fr quence de coupure pour les simulations par la formule F 1 2dt Shannon Il faut veiller ce que la fr quence de coupure soit suffisamment grande pour bien mod liser le ph nom ne 3 6 Mot cl FREQ PENTE FREQ PENTE f R Pente pour l volution de la fr quence centrale Hz s f t fotfp to t o t est l instant de r f rence et f la fr quence centrale cet instant Dans GENE ACCE SEISME l instant de r f rence est choisie comme l instant au milieu de la phase forte 0 5TSM f On prend des valeurs constantes avant et apr s la phase forte il est conseill de consulter R4 05 05 pour plus de d tails On observe que g n ralement la fr quence fondamentale baisse avec le temps Il faut dans ce cas donner une pente n gative f lt 0 Le code s arr te en erreur si la fonction f f produit des fr quences centrales n gatives sur la dur e de la phase forte Si FREQ PENTE n est pas renseign alors on prend une fr quence fondamentale constante gale fO Celle ci doit tre renseign e pour l option DSP dans le cas de SPEC UNIQUE SPEC MEDIANE OU SPEC FRACTILE la fr quence centrale du processus se d duit du spectre de r ponse cible Remarque Si on ne renseigne pas FREQ PENTE et si on choisit une fonction de modulation constante on obtient un processus stationnaire Ce proces
15. ur la bande de fr quence erreur sur la ZPA zero period acceleration et erreur RMS Il est possible de renseigner un coefficients de pond ration cmax czpa crms mais pas d erreur maximale cible emax ezpa erms Par contre il faut renseigner les trois pond rations ensemble L erreur calcul e est l erreur relative savoir la diff rence entre la valeur du spectre r alis et la valeur du spectre cible divis e par la valeur du spectre cible Si l erreur maximale souhait e emax ezpa erms Si l une des erreurs est plus grande que la valeur renseign e une alarme est mise Les coefficients de pond ration sont utilis pour d terminer une erreur multi objectifs pond r e pour chaque it ration Ce crit re est utilis pour choisir parmi les r sultats des it rations l acc l rogramme ou les acc l rogramme en sortie du calcul qui respectent au mieux le crit re ce n est pas toujours la derni re it ration Manuel d utilisation Fascicule u4 36 Tables et fonctions Copyright 2015 EDF R amp D Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copylett fdl html Code Aster rul Titre Op rateur GENE ACCE SEISME Date 10 03 2015 Page 8 10 Responsable Irmela ZENTNER Cl U4 36 04 R vision 12940 3 12 5 Op rande NB_ITER NB ITER nbiter I On renseigne le nombre d it rations pour am liorer l ajustement de l acc l rogramme au spectre SRO cible Ce mot cl est option
16. ut utiliser DEFI FONCTION pour la construire Si on a choisi l option SPECTRE FRACTILE alors ce spectre doit correspondre au spectre m dian comme d fini par les lois d att nuation 3 12 2 Op rande SPEC 1 SIGMA SPEC 1 SIGMA spec cible Mot cl obligatoire pour l option SPEC FRACTILE On renseigne ici le SRO un sigma cible sous forme d une fonction avec en abscisse les fr quences et en ordonn e les acc l rations spectrales les derni res doivent tre norm es selon PESANTEUR On peut utiliser DEFI FONCTION pour la construire Le spectre un sigma est par exemple fourni par les lois d att nuation qui supposent une distribution log normale des acc l rations spectrales et donc des valeurs du SRO Cela implique que le SRO un sigma correspond au fractile 84 du SRO Il est conseill de consulter la documentation de r f rence R04 05 05 pour plus de d tails sur cette mod lisation 3 12 3 Op rande AMOR REDUIT AMOR REDUIT amo R Valeur de l amortissement r duit du SRO renseign sous SPEC_OSCI 3 12 4 Op randes ERRE ZPA ERRE RMS etERRE MAX ERRE MAX cmax emax R ERRE ZPA czpa ezpa R ERRE RMS crms erms R Ces mot cl sont optionnel on peut renseigner les coefficients de pond ration ainsi que l erreur maximale souhait par l utilisateur pour les trois crit re d ajustement erreur maximale s
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