01 背景介绍

EPS是一种评估完整系统故障风险的方法。在1975年，美国第一次进行了核风险、工业风险和自然风险的评估。1979年，第一次完成了地震的风险评估，在1990年法国也完成了第一次EPS。

EPS方法需要的输入为：

1、初始事件（电路故障、地震等）；

2、系统的组成部分；

3、他们的不确定性。

输出为：

1、最终的风险；

2、各组成部分对最终风险的影响。

02 研究方法

易损性曲线不仅随着平板的加速度的变化而变化，也和土壤的加速度有关，如下图二所示。为了求出不确定性曲线，研究人员使用结构仿真进行计算。有两种计算方法，第一，通过ISS（Interaction Soil-Structure）和各组成部分进行易损性的完整计算；第二，分开计算，首先通过ISS计算得到平板的频谱，其次进行各组分的易损性计算。在这两种情况下都通过结构仿真和Miss3D进行ISS的概率计算。

拉丁超立方抽样作为一种不确定性传播的概率方法有以下几个优势：首先对参数空间有良好的代表性，因为其以等概率间隔绘制并根据超立方体随机组合；其次它对线性情况的收敛性较好，只需要大约三十次循环计算就足够。图三为拉丁超立方抽样的示意图。

研究人员得到了以下两个模型，链状模型和板状模型，示意图如下图四。

计算前准备五个随机变量，类型有三种：1、土壤的加速度；2、结构的杨氏模量和阻尼；3、土壤的杨氏模量和阻尼，其中土壤的杨氏模量和阻尼是相关变量，他们的关系如下图五所示。

03 计算方法

计算的Python循环中特别包括以下命令: -MACRO_MODE_MECA和-MACRO_MISS_3D，对于每一个三十次的计算，我们需要先得到平板的频谱和位移场等数据，而频谱分形计算是通过CALC_FONCTION()命令完成的。

为了加快计算的速度，首先研究人员减小模态分析的频带（添加带有MODE_STATIQUE的伪静态模式），其次将模态分析排除在循环之外，这是通过命令DYNA_LINE_HARM和REST_BASE_PHYS得到频率解，并考虑复杂刚性矩阵的结构阻尼（滞后阻尼），最后并行执行计算，通过这些方法将计算的时间从360小时减小到了大约80个小时。

04 计算结果

下面的图六是链状模型和板状模型之间的偏差比较。

图七中显示了在水平包络频谱中+27m处阻尼为5%时，板状模型和链状模型不同位置的频率和伪加速度的曲线变化趋势。图八为分形50%和分形84%位移和高度的对比和变化图。

05 总结

研究人员使用结构仿真和Miss3D作为工具，使用python循环编程的拉丁超立方抽样的方法，通过频谱分形、位移场和应力场等参数的后处理，解决了土壤参数作为随机变量和不确定性曲线计算的困难，成功将ISS概率研究应用于地震风险分析领域。

格物云CAE

一款国产可控云端仿真平台，结构、流体、水动力仿真软件场景化模块化，支持多格式网格导入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行计算，降低CAE使用门槛，拓展CAE应用范围，加速工业企业研发制造数字化转型。平台支持云端CAE仿真生成工业APP，构建完全交互式仿真社区，快速实现行业通用经验软件化。

一键登录，开启仿真！

https://cae365.yuansuan.com

视频测流水利感知系统

远算自主研发了短视频水流测速APP，采用先进大尺度粒子图像测速技术，实现快速便捷流速测量的零门槛水利工具，带来“视频一点，流速在手”的超强体验，轻松、便捷地实现河流测速。目前远算还上新了小程序版本，欢迎大家扫码使用！

#福利时间#

远算为你提供手把手水流测速教学培训！

全程免费，每周一节课，多种类案例教学水文、水动力行业专家在线答疑，每周仅需45min，解决你的水流测速相关难题！

更多资讯可登录格物CAE官方网站

https://cae.yuansuan.cn/

或关注微信公众号【远算云学院】

远算在bilibili、头条、知乎、技术邻定期发布课程视频等内容

敬请关注