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中国东南沿海潜在海啸灾害的数值模拟研究

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第1章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2海啸的基本内容

1.2.1海啸认识

1.2.2海啸产生条件

1.2.3海啸类型

1.2.4海啸和风暴潮的区别

1.2.5海啸传播形式

1.3历史海啸与中国东南沿海潜在海啸分析

1.3.1国内外地震海啸的历史与现状

1.3.2中国东南沿海潜在海啸分析

1.4海啸危险性研究进展

1.4.1海底地形对海啸波的影响

1.4.2海啸危险性研究现状

1.5本章小结

第2章 研究方法及路线

2.1研究方法概述

2.2控制方程的选取

2.2.1浅水波方程

2.2.2摩擦力

2.2.3科里奥利力

2.2.4模型控制方程

2.2.5双曲守恒律

2.2.6浅水波方程的推导计算

2.3自适应网格加密技术

2.3.1网格加密算法

2.3.2网格界面处理

2.4计算方法

2.4.1有限体积法

2.4.2波传播方法

2.4.3海啸建模的黎曼求解器

2.4.4二维空间网格和海岸线

2.5技术路线

2.6本章小结

第3章 地震海啸数值模拟及模型应用计算

3.1引言

3.2数值海啸模型

3.2.1海啸的产生及控制假设

3.2.2海啸流态的多样性

3.2.3海啸深海传播

3.3 GeoClaw数值模型

3.3.1断层参数模型

3.3.2传播模型

3.3.3海洋水深地形数字模型

3.4近年来地震海啸数值模拟计算

3.4.1 2010年2月27日智利地震海啸

3.4.2 2011年3月11日日本东北地震海啸

3.5本章小结

第4章 中国东南沿海潜在海啸灾害分布及研究

4.1引言

4.2日本南海海沟潜在海啸

4.2.1日本南海海沟地质状况概述

4.2.2日本南海海沟海啸源分析

4.2.3日本南海海沟海啸传播数值模拟

4.3琉球海沟潜在海啸

4.3.1琉球海沟地质状况概述

4.3.2琉球海沟海啸源分析

4.3.3琉球海沟海啸传播数值模拟

4.4马尼拉海沟潜在海啸

4.4.1马尼拉海沟地质状况概述

4.4.2马尼拉海沟海啸源分析

4.4.3马尼拉海沟海啸传播数值模拟

4.5本章小结

第5章 结论与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

在学研究成果

致谢

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摘要

近一个世纪以来,全球各地海啸灾害频发,各国专家学者纷纷对其进行研究和预防。作为最严重的自然灾害之一,地震海啸在短时间内从孕育形成到传播扩散,最后侵袭沿海地区,破坏力相当惊人。中国东南沿海区域经济发展迅速,GDP占全国很大比重,加之人口聚集,港口、核电站、石油钻井平台等大型基建工程项目的持续建设,一旦发生大型地震海啸,国民生命财产安全将受到重大威胁。因此,开展东南沿海地区潜在地震海啸源区的数值模拟研究是非常必要的。通过采用有限体积模型GeoClaw对潜在海啸源区地震断层进行数值模拟,可以得到东南沿海区域海啸灾害分布范围,并为政府防灾机构和工程施工单位提供参考依据。 1)通过搜集国内外地震海啸的历史资料及发展现状,探究地震海啸的形成因素、传播特点、上岸过程等,逐步加深对海啸的内在形成机理的了解,并以此为基础,对可能威胁到中国东南沿海区域的潜在地震源区进行分析,做出大胆假设进行研究。 2)全文应用新颖的计算机模型软件GeoClaw对近些年来发生的大型地震海啸事件进行数值模拟,得出了海啸成灾的部分相关数据传播情况。随后将模拟所得结果与沿海验潮站及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和国家地球物理数据中心(NGDC)的观测数据进行对比,可以认为模拟计算结果与实际观测数据符合良好,模型具有很好的稳定性,能够为中国东南沿海潜在海啸灾害分析研究提供稳定可靠的数值模拟计算方法。 3)全文基于Okada断层模型理论,采用有限体积浅水波数值模型GeoClaw对中国东南沿海区域潜在地震海啸进行模拟。模拟过程主要包含三大地震海啸风险区:日本南海海沟风险区、琉球海沟风险区、马尼拉海沟风险区,并对地震海啸产生传播过程的特征数据进行分析与总结,初步得出中国东南沿海地区海啸灾害源区的范围,为中国沿海地区灾害数据库的编制提供了一定参考。

著录项

  • 作者

    黄强;

  • 作者单位

    宁波大学;

  • 授予单位 宁波大学;
  • 学科 工程力学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 景惠敏;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 海洋基础科学;
  • 关键词

    中国东南沿海; 海啸灾害;

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