Моделирование прибрежной гидродинамики, генерируемой оползнем

Н. Е. Вольцингер, А. А. Андросов

Для расчета прибрежной гидродинамики при оползне рассматривается краевая задача для уравнений двухслойной жидкости: вода — оползневый материал, в произвольной трехмерной области. Краевая задача формулируется в декартовых и в обобщенной постановке при переходе к криволинейным гранично-согласованным координатам. Существенным элементом оползневой динамики является учет негидростатической компоненты давления, определяемой решением нелинейно-дисперсионного уравнения Буссинеска. Численный метод преобразованной задачи использует разностную схему расщепления второго порядка точности при ограничении на шаг сетки, навязываемый только адвективной модой движения; метод включает модуль расчета осушения мелководной зоны. Приводятся результаты обширной серии численных экспериментов по расчету изменения физических и энергетических характеристик оползня при различных углах склона, а также результаты моделирования прибрежной волновой динамики, индуцированной оползнем и оценку влияния негидростатики. Верификация модели выполнена сравнением результатов расчета с лабораторным экспериментом для трех случаев: моделирование волны цунами у берегов Японии, прохождения волны над подводным препятствием и хода поверхностной волны, генерируемой оползнем. Как приложение модели приводится расчет хода гидродинамических характеристик, индуцированных аляскинским мегаоползнем (1958 г.).

Скачать