Запропоновано методику (інтерактивний алгоритм і програму) моделювання та вивчення хвильового поля у вертикально- та горизонтально-неоднорідному півпросторі за методом скінченних елементів, яка дозволяє шляхом інтерактивного задання та корекції параметрів моделі з використанням персонального комп'ютера досліджувати вплив зміни динамічних параметрів хвильового поля та теоретичні сейсмограми у межах практичних значень геометричних координат та частотного діапазону задач інженерної сейсміки, сейсморозвідки та сейсмології. Розроблено методику (алгоритм) моделювання розподілу напружень, деформацій і переміщень у сейсмо-геологічному перетині з метою прогнозування напружено-деформованого стану в розрізі зі свердловиною, пробуреною для видобутку нафти та газу, яка передбачає вивчення ситуації у разі зміни напряму стовбура свердловини у неоднорідному геологічному середовищі. Здійснено корекцію точності розрахункового алгоритму моделювання динаміки хвильового поля на підставі оцінки та корекції збіжності рекурентних схем методу скінченних елементів шляхом введення параметра-коефіцієнта кроку за часом і вступу хвиль від характерних структурних елементів моделі. Для контрольних моделей оцінено точність розрахунків. З метою оцінювання напружено-деформованого стану сеймічного розрізу, підготовленого для буріння, змодельовано карти ізоліній напружень, деформацій і переміщень на прикладі сеймогеологічного розрізу зі свердловиною. Виявлено зміни напружень і деформацій залежно від збільшення довжини стовбура свердловини. Проведено часово-спектральний аналіз модельних трас хвильового поля для

З метою підтвердження можливості використання методу Накамури під час дослідження поверхневих шарів невідомої будови проведено порівняльний аналіз дослідження амплітудно-частотної характеристики середовища, використовуючи модифікований метод Накамури та метод скінченних елементів на структурі з визначеними динамічними характеристиками.

Представлено результати моделювання сейсмічного хвильового поля на моделі перетину земної кори (на прикладі Дробишівського газоконденсатного родовища). Складнопобудований розріз земної кори, одержаний геофізичним дослідженням свердловин, представлений у виді пластової моделі. Під час моделювання хвильового поля сейсморозвідки враховувалися особливості двовимірного перетину: поздовжні, поперечні і обмінні хвилі одержані на сейсмограмах поздовжніх і поперечних коливань унаслідок задання розподілу швидкостей поздовжніх, поперечних хвиль і густини середовища в півпросторі.

Наведено результати моделювання сейсмічного хвильового поля на моделі розрізу земної кори (на прикладі Дробишівського газоконденсатного родовища). Розріз земної кори, одержаний у ході геофізичних досліджень свердловин, надано у вигляді пластової моделі. Під час моделювання хвильового поля сейсморозвідки враховано особливості двовимірного розрізу - поздовжні, поперечні та обмінні хвилі, одержані на сейсмограмах поздовжніх і поперечних коливань.

Мета роботи - створення методики моделювання сейсмічних хвильових полів для широкого класу вертикально- та горизонтально-неоднорідних шаруватих середовищ. Моделювання надасть змогу точніше оцінити характеристики осадових товщ під час дослідження передаточних характеристик середовища під інженерними спорудами. Моделювання в області інженерної сейсміки потребує використовувати широкий частотний діапазон (у межах частот від 0 до 200 Гц) для дослідження всіх можливих впливів на інженерні споруди. Для розв'язання прямої задачі необхідно використовувати математичні методи моделювання, які надають змогу враховувати різні види і форми неоднорідностей, та складну будову осадового шару. Дослідження проведено через розв'язання прямої динамічної задачі сейсміки за допомогою методу скінченних елементів. Цей метод математичного моделювання надає можливість проводити розрахунки для моделей, які є складними за своєю будовою. Під час розв'язання прямої динамічної задачі сейсміки вказаним методом коливання середовища розраховуються для кожного моменту часу, тому не втрачається можливість урахування різних обмінних ефектів всередині моделі, а також розраховуються моделі з різною складною геометричною будовою середовища та різноманітними включеннями. Для моделювання використано наявні двовимірні моделі середовища. Під час завдання сигналу у вигляді, близькому до дельта-імпульсу, одержано відклик середовища у повному можливому діапазоні частот коливання моделі, без додаткового оброблення вихідних результатів. Створено програмний пакет для математичного моделювання сейсмічного хвильового поля. Результатом моделювання є одержане поле переміщень, швидкостей переміщень, прискорення, а також відповідні частотні характеристики для цієї моделі. Одержаний у результаті досліджень програмний пакет надає змогу в інтерактивному режимі досліджувати динамічні характеристики та резонансні частоти осадового шару.

Мета роботи - оцінка зміни передаточної характеристики сейсмічного середовища за додаткового навантаження на нього масивних інженерних конструкцій. Такий аналіз надасть змогу точніше оцінити характеристики осадових товщ під час досліджень передаточних характеристик середовища під інженерними спорудами вже на етапі проектування самих конструкцій. Частотну характеристику середовища одержано розв'язанням прямої динамічної задачі сейсміки. Для вирішення цієї задачі та розрахунку напружено-деформованого стану (НДС) середовища використано метод скінченних елементів. Цінність цього методу математичного моделювання полягає в можливості проводити розрахунки для середовищ із складною геометричною будовою та різноманітними включеннями. Задаючи сигнал у вигляді, близькому до дельта імпульсу, одержуємо відклик середовища у повному можливому діапазоні частот коливання моделі, без додаткової обробки вхідних і вихідних сигналів. Здійснено розрахунок НДС осадового шару (ОШ) під великими інженерними конструкціями. Змодельовано хвильове поле у середовищі. Розрахунок НДС ОШ і моделювання хвильового поля для цього середовища проведено для трьох моделей: перша - модель осадового шару без інженерних конструкцій; друга та третя моделі - те саме середовище з розміщеними на них інженерними конструкціями з основою фундаменту 46 і 86 м відповідно. Розраховано передаточну характеристику ОШ для трьох моделей. Проведене моделювання показало, що передаточна характеристика середовища суттєво змінюється залежно від навантаження, яке викликане спорудами. Показаний підхід надає змогу розрахувати передаточну характеристику ОШ, яка характеризуватиме середовище після зміни НДС, математичними методами, не проводячи інструментальних досліджень.

Рассмотрено вычисление теоретических передаточных характеристик осадочных слоев под сейсмическими станциями Карпатской сейсмической сети "Тросник", "Ужгород" и "Межгорье" с использованием метода конечных элементов. Результаты вычислений использованы для сравнения с динамическими параметрами приповерхностных слоев, полученными с помощью экспериментального метода; проверки соответствия резонансных свойств исследуемой среды, полученных этими методами, для возможности их применения в региональных сейсмологических исследованиях. При решении прямой динамической задачи сейсмики методом конечных элементов не утрачивается возможность учета различных обменных эффектов внутри модели, а также можно рассчитывать модели со сложным геометрическим строением среды и различными включениями. По разработанной методике моделирования волнового поля с помощью метода конечных элементов смоделированы колебания для моделей сейсмического сечения под станциями "Тросник", "Ужгород" и "Межгорье". По результатам моделирования рассчитаны теоретические спектральные соотношения для этих станций. Для сейсмической станции "Межгорье" получено совпадение двух интерференционных максимумов на частоте 4 и 10 Гц для экспериментального и теоретического графиков. Для сейсмической станции "Ужгород" графики, полученные экспериментальным и модельным методами, показали идентичное поведение во всем диапазоне частот, по этим графикам выделен стабильный источник шума в пределах города. Для сейсмической станции "Тросник" получено расхождение в поведении экспериментальных и модельных графиков выше 6 Гц. Такие результаты объясняются высоким уровнем грунтовых вод под сейсмической станцией, что не учитывалось при построении модели для расчета методом конечных элементов. Впервые спектральные характеристики приповерхностных слоев под сейсмическими станциями "Тросник", "Ужгород", "Межгорье" рассчитаны с помощью метода конечных элементов. Проведено сравнение результатов математического моделирования с экспериментальными измерениями. Информация о динамических параметрах верхних осадочных слоев под сейсмостанциями, которые в спектральном диапазоне выступают в качестве крупнейшего фильтра частот колебаний, позволит более точно интерпретировать события, зарегистрированные этими станциями. Рассчитаные спектральные соотношения дают возможность оценить степень влияния среды на записи сейсмических сигналов на станциях. Наибольшее влияние выявлено на частотах, соответствующих полученным резонансным максимумам и минимумам. Эти результаты необходимо также учитывать при оценке параметров возможного сейсмического воздействия на данной территории.

Розглянуто питання вивчення і аналізу інформації про природні і техногенні загрози в еколого-геофізичних ситуаціях з використанням методів математичного комп’ютерного моделювання. Вивчено питання і проаналізовано інформацію про природні і техногенні загрози в еколого-геофізичних ситуаціях із використанням методів математичного комп'ютерного моделювання. Описано основні задачі і методи їх розв'язання, які прийнятні з точки зору їх застосування при вирішенні проблем цивільного захисту. Подано загальне формулювання фізико-математичних задач, які розв’язуються в кожному конкретному випадку при використанні вхідних даних задач рішення. Подано приклади розв'язання прикладних задач про поширення хвильових полів, моделювання напружено-деформованого стану об’єктів, пов'язаних з інфраструктурою навколишнього середовища. Представлено розроблену проблему аналізу та опрацювання супутникових даних, побудови карт областей і районів, зокрема, України. Оцінено інженерну обстановки та сейсмічний вплив на інженерні об’єкти з врахуванням впливу термічних ефектів на прикладі чорнобильської атомної електростанції, зроблено локалізацію пожежонебезпечних ділянок з використанням супутникових даних для сейсмоактивних зон оцінені аспекти освоєння енергетичних геотермальних ресурсів безпеки держави. Описано геоінформаційні технології оцінювання пожежних ризиків, які пов'язані з задачами моделювання природних і техногенних загроз та представлені розрахунки часу евакуації та пожежного ризику на прикладі об'єкту - дитячого дошкільного закладу. Підсумовано результати досліджень вивчення еколого-геофізичного стану навколишнього середовища.