Группа моделирования цунами

Расчет высот волн цунами для защищаемых пунктов побережья Дальнего востока РФ для модельных очагов удаленных цунамигенных землетрясений, детальные расчеты на основе уточненной батиметрии для модельных очагов ближней зоны

Продолжены работы по определению экстремальных характеристик волн цунами у Дальневосточного побережья России от потенциально опасных удаленных цунамигенных землетрясений и землетрясений ближней зоны. Построена система очагов удаленных цунами с магнитудой MW = 9.0, состоящая из 94 событий, принадлежащих 8 географическим зонам: Алеуто-Аляскинской, Североамериканской, Центральноамериканской, Южноамериканской, зоне Новой Зеландии – Тонга, Папуа-Новой Гвинеи – Соломоновых островов, Филиппинской, зоне Гуама. Для каждого очага предложен полный набор сейсмически обоснованных параметров согласно модели Подъяпольского-Гусякова-Окады. Проведены предварительные расчеты для набора из 6 очагов, представляющих различные зоны (рис. 1).
Определены общий характер трансформации моделируемых волн на трансокеанских трассах и относительная мера опасности различных сейсмических зон для защищаемого побережья России, а также распределения экстремальных амплитуд и времен их вступления.

Рис. 1. Распределения максимальных высот волн цунами (диаграммы направленности волновой энергии), порожденных удаленными цунамигенными землетрясениями Новогвинейской (слева) и Южноамериканской (справа) сейсмических зон. Цветовые шкалы соответствуют амплитудам волн (в метрах).

В части цунами, порождаемых в ближней по отношению к российскому Дальневосточному побережью зоне, выполнены детальные расчеты на сетке высокого разрешения (15 географических секунд), позволившие определить характерные зоны влияния потенциально опасных модельных землетрясений с магнитудами MW = 7.8, 8.1, 8.4, 9.0, соответствующие распределения экстремальных амплитуд (рис. 2). Результаты переданы в НПО «Тайфун» Росгидромета для использования во вводимой в оперативную эксплуатацию первой очереди Национальной системы предупреждения о цунами нового поколения (к.ф.-м.н. С.А. Бейзель, д.ф.-м.н. Л.Б. Чубаров).

Рис. 2. Распределение максимальных (красный цвет) и минимальных (синий цвет) высот волн цунами вдоль Дальневосточного побережья РФ (с шагом 10 – 15 км), рассчитанных для очага цунамигенного землетрясения ближней зоны магнитудой Mw = 9.0. Черным цветом выделены столбцы, соответствующие защищаемым пунктам, стрелкой отмечены результаты, полученные для пункта «Петропавловск-Камчатский».

Определение характеристик взаимодействия уединенной волны
с частично погруженными сооружениями

На основе модели потенциальных течений жидкости разработан алгоритм и проведены расчеты воздействия одиночной волны на сооружение, защищенное пористым или непроницаемым экраном. Результаты этих расчетов позволили получить предварительные оценки зависимости величин заплесков на полупогруженное тело и силового воздействия на него при различных значениях амплитуды набегающей волны, пористости экрана, зазора между дном и непроницаемым вертикальным экраном (рис.). Обнаружено качественное согласование результатов вычислительных экспериментов с материалами экспериментальных исследований, выполненных в Филиале ОАО «26-й Центральный научно-исследовательский институт», г. Санкт-Петербург (д.ф.-м.н. Г.С. Хакимзянов).

Рис. Взаимодействие одиночной волны с контуром, защищенным экраном.

Камынин Е.Ю., Максимов В.В., Нуднер И.С., Семенов К.К., Хакимзянов Г.С. Численное и экспериментальное исследования воздействия уединенной волны на частично проницаемые сооружения // Труды X Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб.: Наука, 2010. 478 с., С. 193–196.