О нас
В Институте вычислительных технологий СО РАН под руководством академика Юрия Ивановича Шокина и д.ф.-м.н. Леонида Борисовича Чубарова работает группа, занимающаяся численным исследованием волн цунами. В настоящее время группа действует в составе Лаборатории анализа и оптимизации нелинейных систем (зав. лаб. – д.ф.-м.н. Сергей Кузьмич Голушко).
Состав группы:
Вячеслав Константинович Гусяков, д.ф.-м.н., зав. лаб. ИВМиМГ СО РАН
Александр Дмитриевич Рычков, д.т.н.
Гаяз Салимович Хакимзянов, д.ф.-м.н., в.н.с.
Софья Александровна Бейзель, к.ф.-м.н., н.с.
Олег Игоревич Гусев, к.ф.-м.н., м.н.с.
Зинаида Ивановна Федотова, к.ф.-м.н., с.н.с.
Владимир Андреевич Кихтенко, м.н.с.
Никита Андреевич Мацкевич, студент НГУ
Наш коллектив занимается численным моделированием волн цунами с целью исследования фундаментальных аспектов проблемы и решения прикладных задач по оценке риска отдельных участков побережья Мирового океана, в частности, цунамирайонирования побережья - определения экстремальных проявлений волн цунами у защищаемого побережья.
Пример - распределение рассчитанных максимальных высот волн цунами вдоль Дальневосточного побережья России от модельного землетрясения на юго-востоке Камчатки:
Нами исследуются волны, имеющие сейсмическое или оползневое происхождение.
В случае сейсмогенного цунами мы используем "поршневую" модель дислокационного очага подводного землетрясения Подъяпольского-Гусякова-Окады, которая позволяет рассчитать смещение дна океана, вызванное соответствующим цунамигенным землетрясением. Предположение об импульсном характере такого смещения позволяет использовать его в качестве начального возмущения свободной поверхности воды. Наши алгоритмы реализуют также возможность задания протяженной по времени подвижки дна (с различными законами нарастания - линейным, косинусоидальным, экспоненциальным), а также использования произвольной комбинации нескольких очагов.
При изучении волн цунами, порождаемых движением подводных оползней, источником возмущения свободной поверхности становится перемещение по донной поверхности оползня, представляемого как квазинедеформируемое тело, все частицы которого движутся с одинаковыми горизонтальными компонентами скорости под действием сил тяжести, выталкивания, гидродинамического сопротивления, донного трения, а также с учетом присоединенной массы. Возможно также и рассмотрение оползня как слоя идеальной несжимаемой жидкости, более плотной и неперемешивающейся с окружающей водой, течение которого моделируется уравнениями мелкой воды.
Пример - анимация с движением модельного оползня как квазинедеформируемого тела вблизи побережья Папуа-Новой Гвинеи <avi>.
Для моделирования процесса распространения поверхностных волн нами используется иерархия приближенных моделей волновой гидродинамики, которая включает как нелинейно-дисперсионные модели, так и классические линейные и нелинейные модели мелкой воды в декартовой и сферической системах координат.
Пример - анимация с распространением волн от модельного землетрясения у восточного побережья Японии <avi>.