1
 
Nr.Proiect D11-025 Titlu proiect
Algoritm de calcul pentru simularea numerica a
ciclurilor seismice in vederea identificarii
elementelor cu caracter precursor.  Director
proiect Dr. Ing. Carbunar Florian Octavian
Institutul National de Cercetare Dezvoltare
pentru Fizica si Inginerie Nucleara Horia
Hulubei
2

• Parteneri de consortiu
• 1 Institutul National de Cercetare Dezvoltare
  pentru Fizica
• Pamântului.
• Responsabil Director Stiintific Dr. Radulian
  Mircea.
• 2 Universitatea Bucuresti, Facultatea de
  Geofizica.
• Responsabil Prof. Dr. Ivan Marian
• Buget 1 800 000 lei
• Adresa web
• http//proiecte.nipne.ro/pn2/acsics

3

• Obiectivul proiectului
• Realizarea unui algoritm de calcul performant
  pentru modelarea numerica a ciclurilor seismice,
  cu ajutorul tehnicilor performante de calcul
  (paralel, Grid), capabil sa explice proprietatile
  specifice ale sistemului seismogenic din zona
  Vrancea si care poate fi optimizat pe baza
  datelor de observatie existente.
• Elemente de noutatea ale proiectului,
  originalitate
• Directie de cercetare fundamentala complet
  noua la nivel national si din multe
• puncte de vedere inovativa la nivel international
  (unde se abordeaza, în
• principal, problema faliilor de suprafata).
• Beneficiarii rezultatelor, potentialul de
  aplicare în economie
• Finalizarea practica va pune la dispozitia
  comunitatii stiintifice si factorilor de
• decizie, modelarea completa a evolutiei
  activitatii seimice in Vrancea, va
• contribui la cresterea nivelului de cunoastere a
  configuratiei si structurii zonei
• active si a predictiei evolutiei viitoare a
  procesului seismic, cu consecinte extrem
• de importante pentru economie, pentru evaluarea
  riscului seismic asociat.

4
Etapa 1 (sept-dec 2007)

• Buget de stat 140 000 lei 80 000 (IFIN-HH)/50
  000 (INFP) /10 000 (UB)
• Realizarea unei baze de date proprii, ACSICS,
  continand cutremurele vrancene de adâncime
  intermediara (peste 7200 evenimente cu adancimi
  intre 50 si 170 km)
• - Participarea la reuniunea de toamna AGU (San
  Francisco, SUA) in perioada 10-14.dec. 2007 (Dr.
  Carbunar O. si Dr. Radulian M.)
• - Vizita de lucru la Univ. Davis în perioada
  15-18.dec. (Dr. Carbunar O. si Dr. Radulian M.)
  la invitatia Prof. John Rundle, Dir. Center for
  CS and Eng. al Univ. din California, Dir.
  ACES/APEC. S-a prezentat algoritmul de simulare
  propus pentru zona Vrancea si s-a efectuat un
  schimb de experienta extrem de util.

5
Etapa 2

• Buget de stat 359 083 lei 201 850 (IFIN-HH)/127
  233 (INFP)/30 000 (UB)
• - Revizuire catalog Vizita de lucru la Lab de
  Seismologie, Univ. Nevada
• Comunicare prezentata la SSA Annual Meeting,
  Santa Fe, Dr. Carbunar O., Dr. Radulian M.
• - Grafica 3D elaborata în colaborare cu Dr. Tadel
  Matevz, CERN-Geneva
• - - Definirea domeniilor de variatie a
  parametrilor.
• - - Program (EQSIM), compara la statistici mari-
  rezultatul codului de Simulare a
• gGGenerarii Cutremurelor din Vrancea, cu datele
  de Catalog, rulat în ambianta
• (SEE-GRID-2 Turcia, Bulgaria, Romania ).
• - Achizitii 80 396 lei Software Matlab
  Echipament Server Dell XPX pentru grafica,
  notebooks, multifuctionala/imprimanta, switch,
  monitoare, ups.
• - C-Colaborare cu NCIT , Catedra CS, Univ.
  Politehnica (Dr.Slusanschi Emil)

6
Fig1 Dr Olivier Couet (CERN) a realizat un
program care reprezenta volumul zonei seismice
active si poate face intersectia cu 3 planuri
orogonale, fiecare vizualizând clusterele de
magnitudine constanta
Zona inferioara Frecventa cutremurelor (PAW Dr.
Rene Brun, CERN)
Figura 2 Zonele active (gnuplot 3D) sus / jos
7
(No Transcript)
8
Etapa 3

• Buget de stat 310 917 168 150(IFIN), 112
  767(INFP), 30 000(UB)
• Prof. David Van Seggern (Seismological Lab. Reno,
  SUA) implementeaza programul sau pentru
  relocalizarea cutremurelor din catalogul ROMPLUS,
  folosind tehnici de double-diference si
  cross-correlation.
• - Elaborare algoritmului (2D) de simulare
  numerica a generarii cutremurelor din Vrancea, pe
  baza unui model de percolatie cu constrangeri.
• - Studii privind definirea grilei, relatiile
  constitutive si de calibrare, refacerea zonei de
  faliere, analiza tipurilor de ciclu seismic.
• Comunicare prezentata la AGU Fall Meeting, San
  Francisco, 15-19 December, 2008
• - Negociere pret-educatie (1/6) TotalView
  ReplayEngine debugger ptr. calcul
• paralel (326 tokens)

9
ol.png
dl.png
10
(No Transcript)
11
(No Transcript)
12
Distributia duratei ciclului pentru 10.000 de
cicluri simulate
Comparatie între distributia frecventa de
aparitie magnitudine, Gutenberg-Richter, pentru
un catalog real (perioada1995 - 2008) si pentru
10000 de simulari
13
Etapa 4

• Buget de stat 87 754 55 926(IFIN), 31 828(INFP)
• Studiu Analiza algoritmilor existenti in
  literatura.
• Evaluarea cutremurului catastrofal, luând în
  considerare efectele ante- si post-cutremur,
  utilizând procesarea paralela si bibliotecile
  MPI, pe clusterul Myrinet instalat la DFPEIT,
  IFIN-HH.
• Sunt efectuate 4 tipuri complexe de activitati
  paralele.
• Exemplu de calibrare 8 clustere la AE, 1 la
  Major si 6 la PE. Listing esantion

14
Distributia în grila a contributilor Ante-Efect,
Major si Post-Efect la calculul cutremurului
Catastrofal
15
Distributiile mag/timp, nr.eq/ani, nr.eq./mag
Grila initiala/finala/bilant Catastrofal
Esantion listing
16
Studiul slab-ului cu ajutorul planului median

• Analiza configuratiei activitatii seismice si a
  structurii corpului litosferic subdus cu un
  algoritm original de calcul
• Sunt evidentiate efectele de torsiune a corpului
  litosferic si neomogenitatile distributiei
  hipocentrelor
• Doua segmente active separate de o zona de
  tranzitie in jurul adancimii de 100 km
• Schimbarea orientarii si inclinarii planului de
  activitate seismica
• Concentrarea hipocentrelor la zonele de granita
  dintre corpul litosferic si mantaua
  inconjuratoare

17
Organigrama algoritmului de determinare a
planului median
18
(No Transcript)
19
Distributia cutremurelor fata de - 1 plan
median global - 2 plane mediane, zonele
sus/jos - 3 plane mediane zonele
sus/intermediara-jos
20
Distributia cutremurelor (din sectiune) dupa axa
xnp indica activitatea seismica la periferia
slab-ului
xnp
21
Proiectia hipocentrelor ca model pentru setarea
initiala a grilei. Cod colori
magnitudine (a) culoare
distanta (b) lt 3.0
galben lt 2.0
3.0 - 3.9 verde
2.0 - 5.0
3.9 - 4.5 mov 5.0
- 10.0 4.5 - 5.0
rosu 10.0 - 20.0
5.0 - 6.0 albastru
20.0 - 40.0 gt
6.0 negru gt
40.0
22
GUI Instantaneu slab, perioada 1974-2007.
Profunzimea timpului este ilustrata prin culoare,
in succesiunea descompunerea spectrale a
luminii albe (violetul marcand evenimentele
c.m.vechi, iar rosu c.m recente CERN Open GL
23
(No Transcript)
24
Participarea tinerilor cercetatori

• In cadrul colaborarii cu NCIT (National Center
  for Information Technology) al Catedrei de
  Calculatoare, Univ. Politehnica Buc. partener Dr.
  Sliusanschi Emil, s-a prezentat proiectul ACSICS
  la Scoala de Vara 2008 si in cadrul Fac. de
  Automatica si Calculatoare. Ca rezultat
• - Doi studenti au prezentat la sesiunea de
  incheiere a scolii de vara, lucrari cu subiect
  din proiect.
• - Alti 2 studenti (Nadejde Maria si Pasatoiu
  Andrei) si-au sustinut cu succes lucrarea de
  diploma in sesiunea din 2009 vara, cu subiecte
  din proiectul ACSICS.
• - In ultima perioada se implica in acest domeniu
  tot mai multi tineri pentru lucrari de diploma,
  masterat si doctorat (Mocanu Eleonora).

25
Articole

• EGU2007-A-05522 "Numerical simulation method
  applied for Vrancea (Romania) intermediate-depth
  earthquakes", Carbunar, O. IFIN-HH Radulian, M."
  INFP Romania, Conference "EGU General Assembly
  2007" (European Geosciences Union General
  Assembly 2007, Viena 15-20 April 2007).  
• Seismicity patterns in Vrancea and predictive
  features, Radulian M., Popa M. INFP Romania,
  Carbunar F.O. IFIN-HH Romania, Rogozea M,
  Progress on seismic and geotectonic modeling
  across CEI territory and implications on
  preventing and mitigating seismic risk, 3nd
  International CEI Meeting, Bucuresti, 24-26
  octombrie 2007, Acta Geod. Geoph. Hung., Vol.
  43(23), pp. 163173 (2008).
•   Earthquake simulation algorithm and cycle
  characteristics in Vrancea (Romania) area,
  Carbunar F.O. IFIN-HH Romania, Radulian M. INFP
  Romania, 2008 Annual Meeting, Santa Fe, 16-18
  April, 2008, Seismological Research Letters
  Volume 79, No. 2 on page 292
•   Space-Time Seismicity Patterns Ideentification
  in Vrancea (Romania) Seismic Region Using
  High-Resolution Revised Catalog Data, Carbunar
  F.O. IFIN-HH, Bucharest, Radulian M. INFP,
  Bucharest, Van Seggern D. Seismological
  Laboratory, Reno, SUA, Ivan M. Fac. of
  Geophysics, Bucharest University, AGU Fall
  Meeting, San Francisco, 15-19 December, 2008.
• SKS splitting observed at Romanian broad-band
  seismic network, Ivan M. University of
  Bucharest, Department of Geophysics, Popa M.,
  Ghica D.,INFP, Bucharest, Romania, Tectonophysics
  462, 89-98, 2008.
• Geometrical constrains for the configuration of
  the Vrancea (Romania) intermediate-depth
  seismicity nest. Mediane plane as tool in
  investigating the slab, Carbunar O. IFIN-HH,
  Radulian M. INFP, Bucharest, Romania. Trimis spre
  publicare.