Yeni sayısal yöntem heyelan tsunamilerinin simülasyonunu mümkün kılar

Tohoku Üniversitesi’nden araştırmacılar, heyelan tsunamilerini simüle etmenin yolunu açan yeni bir sayısal yöntem geliştirdiler.

Araştırmaları Computational Mechanics dergisinde 13 Mayıs 2021’de yayınlandı.

Karada veya denizin altında meydana gelen heyelanlar – sırasıyla deniz altı ve denizaltı heyelanları olarak bilinir – yıkıcı tsunamilere neden olabilir. Ayrıca denizaltı kablolarının ve boru hatlarının kesilmesi gibi başka tehlikeler de oluştururlar.

Yine de, bu heyelanların arkasında rol oynayan mekanizmalar, kısmen meydana gelen çok yönlü etkileşimler nedeniyle daha az anlaşılmıştır: deniz tabanının çökmesi ve / veya toprak ile su arasındaki etkileşim. Geleneksel yaklaşımlar, toprak ve deniz suyunun davranışlarını yüksek doğrulukla tahmin etmeyi zorlaştırır.

Araştırmacıların buluşu, granüler kütleler olarak adlandırılan toprak yapıları ile sıvılar arasındaki karmaşık etkileşimi ifade edebilen yeni bir hibrit simülasyon yöntemi önermektedir.

Tohoku Üniversitesi Uluslararası Afet Bilimi Araştırma Enstitüsü profesörü Kenjiro Terada, “Yeni yöntemimiz katı ve sıvıların etkileşimlerini analiz eden iki hesaplama yöntemini birleştiriyor: sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ve malzeme noktası yöntemi (MEM),” dedi. ve çalışmanın ortak yazarı.

Araştırmacılar, yeni oluşturulan algoritmayı kullanarak, bir denizaltı granüler çöküşünü taklit eden bir dalgayı ve eğimli bir düzlem üzerinde bir deniz altı kaymasının neden olduğu bir dalgayı simüle edebildiler. Simülasyonlar sayısal ölçümlerle makul bir uyum içindeydi.

Birkaç sayısal örnek, önerilen yöntemin hava, su ve katıların etkileşimini içeren diğer potansiyel olarak tehlikeli doğa olaylarına da uygulanabileceğini ortaya koydu.

Terada ve ekibi ileriye dönük olarak deneysel ölçümlerinin doğruluğunu iyileştirmeyi ve bunu daha büyük ölçekli gerçek verilere uygulamayı hedefliyor.