Gusiakov V. Shokin Y.I. Chubarov L.B. Beisel S.A.
Математическое моделирование в изучении природных катастроф (на примере проблемы цунами)
Reporter: Gusiakov V.
Математическое моделирование представляет собой одно из наиболее мощных и гибких средств изучения сложных природных явлений, в отношении которых постановка прямого натурного эксперимента является, как правило, невозможной. Характерным примером опасного природного явления, характеризующегося малой повторяемостью и тяжелыми последствиями, являются волны цунами, возникающие в глубоком океане при некоторых сильных подводных землетрясениях, но вызывающие основные разрушения в мелководной прибрежной зоне. В докладе рассматриваются основные подходы, используемые для описания возбуждения, распространения и набегания на берег волн цунами, включая выбор физической модели среды (слой жидкости и подстилающее дно) и типов возможных движений. Обсуждаются методы верификации и тестирования численных алгоритмов, основанные на проверке законов сохранения и воспроизводимости некоторых свойств исходных дифференциальных уравнений, а также методы валидации полной модели путем сопоставления расчетных данных с результатами лабораторных экспериментов и натурных измерений. Приводятся примеры построения полных численных моделей разрушительных цунами последнего десятилетия, включая цунами Тохоку 11 марта 2011 г. в Японии. Показывается ограниченность современных методов моделирования как в решении задачи оперативного прогноза цунами, так и при получении оценок долгосрочного цунами-риска (цунамирайонирования побережья. Работа выполняется при финансовой поддержке проекта РНФ 14-17-00219.
To reports list