Ny numerisk metode gør det muligt at simulere jordskred-tsunamier

Forskere fra Tohoku University har udviklet en ny numerisk metode, der baner vejen for at simulere jordskred-tsunamier.

Deres forskning blev offentliggjort i tidsskriftet Beregningsmekanik den 13. maj, 2021.

Jordskred, der forekommer på land eller under havet - kendt som henholdsvis underjordiske og undersøiske jordskred - kan forårsage ødelæggende tsunamier. De udgør også andre farer, såsom overskæring af undersøiske kabler og rørledninger.

Alligevel er mekanismerne bag disse jordskred mindre godt forstået, dels på grund af de mangefacetterede vekselvirkninger, der finder sted:et kollaps af havbunden og/eller vekselvirkningen mellem jord og vand. Konventionelle tilgange gør det vanskeligt at forudsige jordens og havvandets adfærd med høj nøjagtighed.

Forskernes gennembrud foreslår en ny hybrid simuleringsmetode, der kan udtrykke det komplekse samspil mellem jordstrukturer - kaldet granulære masser - og væsker.

"Vores nye metode kobler sammen to beregningsmetoder, der analyserer vekselvirkningerne mellem faste stoffer og væsker:Finite Element-metoden (FEM) sammen med materialepunktmetoden (MEM), " sagde Kenjiro Terada, professor ved Tohoku Universitys International Research Institute of Disaster Science og medforfatter til undersøgelsen.

Ved at bruge den nyoprettede algoritme, forskerne var i stand til at simulere en bølge, der efterlignede et undersøisk granulært kollaps og en bølge induceret af et undergrundsglidning over et skråplan. Til deres glæde, simuleringerne var i rimelig overensstemmelse med de numeriske målinger.

Flere numeriske eksempler afslørede også, at den foreslåede metode kan anvendes på andre typer af potentielt farlige naturbegivenheder, der involverer interaktion af luft, vand, og faste stoffer.

Ser frem til, Terada og hans team sigter mod at forbedre nøjagtigheden af ​​deres eksperimentelle målinger og anvende dem på større reelle data.