intechnguВестник НГУ. Серия: Информационные технологииVestnik NSU. Series: Information Technologies1818-79002410-0420НГУ10.25205/1818-7900-2022-20-1-57-66intechngu-190Research ArticleСтатьиМетод расчета кинематики волнового фронта цунами в сеточной областиMethod for Tsunami Wave Kinematics Modeling in a Gridded AreaМарчукАн. Г.MarchukAn. G.

Андрей Гурьевич Марчук, доктор физико-математических наук

SPIN 4054-6578

WoS Researcher ID S-9502-2017

Scopus Author ID 57023485400

Новосибирск

Andrey G. Marchuk, Doctor of Sciences (Physics and Mathematics)

SPIN 4054-6578

WoS Researcher ID S-9502-2017

Scopus Author ID 57023485400

Novosibirsk

mag@omzg.sscc.ruИнститут вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университетРоссияInstitute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State UniversityRussian Federation2022170520222015766Copyright © Марчук А.Г., 20222022Марчук А.Г.Marchuk A.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/190

Предложен новый метод расчета времен вступления волны цунами в узлы прямоугольной расчетной сетки. Метод базируется на построении прямолинейного сегмента фронта внутри ячейки расчетной сетки, основываясь на известных временах прихода волны в углы этой прямоугольной ячейки. Тестирование метода на известных точных решениях для волновых фронтов цунами показало более качественную аппроксимацию волновых фронтов по сравнению с существующим сеточным методом, разработанным автором ранее.

The new method for the tsunami travel times calculation to the nodes of rectangular grid was developed and tested. The algorithm is based on constructing of the wave front segment inside the grid cell using tsunami arrival times to the cell corners. Testing the method proposed shows the better quality of the wave-front line approximation as compared to the existing method developed by the author earlier.

волна цунамикинематика волнового фронтацифровая сеточная батиметриявремена вступления цунамиtsunami wavekinematics of the wave frontdigital gridded bathymetrytsunami travel timesИсследование выполнено в рамках Государственной бюджетной программы с ИВММГ СО РАН (№ 0315-2019-0005)This work was carried out under state contract with ICMMG SB RAS (no. 0315-2019-0005)ReferencesShokin Yu. I., Chubarov L. B., Novikov V. A., Sudakov A. N. Calculations of tsunami travel time charts in the Pacific Ocean – Models, Algorithms, Techniques, Results. Science of Tsunami Hazards, 1987, vol. 5, no. 2, pp. 85–113.Shokin Yu. I., Chubarov L. B., Novikov V. A., Sudakov A. N. Calculations of tsunami travel time charts in the Pacific Ocean – Models, Algorithms, Techniques, Results. Science of Tsunami Hazards, 1987, vol. 5, no. 2, pp. 85–113.Kenji Satake. Effects of bathymetry on tsunami propagation: Application of ray tracing to tsunamis. Pure and Applied Geophysics, 1988, vol. 126, iss. 1, pp. 27–36.Kenji Satake. Effects of bathymetry on tsunami propagation: Application of ray tracing to tsunamis. Pure and Applied Geophysics, 1988, vol. 126, iss. 1, pp. 27–36.Кремлев А. Н. Преломление плоской волны на выпуклом и вогнутом углах в приближении геометрической акустики // Сиб. журн. вычисл. математики. 2017. Т. 20, № 3. С. 251–271.Kremlev A. N. Prelomlenie ploskoy volny na vypuklom i vognutom uglakh v priblizhenii geometricheskoy akustiki. Sib. zhurn. vychisl. matematiki, 2017, vol. 20, no. 3, pp. 251–271. (in Russ.)Titov V. V., Gonzalez F. Implementation and Testing of the Method of Splitting Tsunami (MOST). Washington DC, 1997. (Technical Memorandum / National Oceanic and Atmospheric Administration; ERL PMEL-112)Titov V. V., Gonzalez F. Implementation and Testing of the Method of Splitting Tsunami (MOST). Washington DC, 1997. (Technical Memorandum / National Oceanic and Atmospheric Administration; ERL PMEL-112)Imamura F. Tsunami numerical simulation with the staggered leap-frog scheme (numerical code of TUNAMI-N1 and N2). In: Disaster Control Research Center. Tohoku University, 1995, 33 p.Imamura F. Tsunami numerical simulation with the staggered leap-frog scheme (numerical code of TUNAMI-N1 and N2). In: Disaster Control Research Center. Tohoku University, 1995, 33 p.Лаврентьев М. М., Лысаков К. Ф., Марчук Ан. Г., Облаухов К. К. Ускорение расчетов распространения волны цунами с использованием FPGA // Успехи кибернетики. 2020. Т. 1, № 4. С. 42–54.Lavrentev M. M., Lysakov K. F., Marchuk An. G., Oblaukhov K. K. Uskorenie raschetov rasprostraneniya volny tsunami s ispol'zovaniem FPGA. Uspekhi kibernetiki, 2020, vol. 1, no. 4, pp. 42–54. (in Russ.)Стокер Дж. Дж. Волны на воде. М.: ИЛ, 1959. 617 с.Stoker J. J. Volny na vode. Moscow, 1959, 617 p. (in Russ.)Марчук Ан. Г. Численные методы расчета кинематики волн цунами // Математические проблемы геофизики: Численные исследования геофизических задач. Новосибирск, 1988. С. 69–90.Marchuk An. G. Chislennye metody rascheta kinematiki voln tsunami. In: Matematicheskie problemy geofiziki: Chislennye issledovaniya geofizicheskikh zadach. Novosibirsk, 1988, pp. 69–90. (in Russ.)Marchuk An. G., Vasiliev G. S. The fast method for a rough tsunami amplitude estimation // Bulletin of the Novosibirsk Computing Center. Series: Math. Model. in Geoph., 2014, no. 17, pp. 21–34.Marchuk An. G., Vasiliev G. S. The fast method for a rough tsunami amplitude estimation // Bulletin of the Novosibirsk Computing Center. Series: Math. Model. in Geoph., 2014, no. 17, pp. 21–34.Марчук Ан. Г. Оценка высоты цунами, распространяющейся над параболическим дном, в лучевом приближении // Сиб. журн. вычисл. математики. 2017. Т. 20, № 1. С. 23–35.Marchuk An. G. Otsenka vysoty tsunami, rasprostranyayushcheysya nad parabolicheskim dnom, v luchevom priblizhenii. Sib. zhurn. vychisl. matematiki, 2017, vol. 20, no. 1, pp. 23–35. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.