实比例光滑粒子流体动力学海啸回升建模，及其在印度尼西亚巴厁省南爪哇城市三维海啸流场中的应用
流体动力学
2025-04-15 v1
摘要
海啸波浪所带来的风险目前被海啸模型在裸地表示上进行建模。围绕建筑物和结构物的复杂流场对于代表海啸波浪高度、速度以及作用于建筑物的力量至关重要。此类三维模拟在合理的计算成本下尚不可实现。我们在此首次提出在大尺度（约1公里）实际场景中运用光滑粒子流体动力学（SPH）进行海啸模拟。我们的实例为印度尼西亚巴厁，作为南爪哇未来情景的蓝图。SPH能够高效地对冲击波和流场与结构物的复杂相互作用进行建模。我们还提供一系列日益复杂且更真实的测试案例，以校准和验证此类真实模拟，包括已知的试验海滩（Seaside, Oregon）按1:50比例进行建模。我们能够再现真实的波浪高度、速度，甚至观察到的涡流。我们提供指导意见并讨论了各种流场参数化、边界条件以及保真度与计算成本之间的权衡。结果是，概率海啸风险评估（PTRA）将通过结合区域海啸模型（生成和传播）与基于SPH的 coastal 模型（沿海建模）来实现。
引用
@article{arxiv.2504.09005,
title = {Real-scale Smoothed Particle Hydrodynamics Tsunami Runup Modelling, with application to 3-D tsunami urban flows in Cilacap, South Java, Indonesia},
author = {Jack Dignan and Joseph O'Connor and Serge Guillas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09005},
year = {2025}
}