simulating run-up on steep slopes with operational boussinesq models; capabilities, spurious effects and instabilities

محاكاة صعود الأمواج على المنحدرات الشديدة باستخدام نماذج بوسينيسك التشغيلية؛ الإمكانات والتأثيرات الزائفة وحالات عدم الاستقرار

Clicks: 141
ID: 162191
2013
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #116 of 169 articles by views in BMC research notes

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 169 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Tsunamis induced by rock slides plunging into fjords constitute a severe threat to local coastal communities. The rock slide impact may give rise to highly non-linear waves in the near field, and because the wave lengths are relatively short, frequency dispersion comes into play. Fjord systems are rugged with steep slopes, and modeling non-linear dispersive waves in this environment with simultaneous run-up is demanding. We have run an operational Boussinesq-type TVD (total variation diminishing) model using different run-up formulations. Two different tests are considered, inundation on steep slopes and propagation in a trapezoidal channel. In addition, a set of Lagrangian models serves as reference models. Demanding test cases with solitary waves with amplitudes ranging from 0.1 to 0.5 were applied, and slopes were ranging from 10 to 50°. Different run-up formulations yielded clearly different accuracy and stability, and only some provided similar accuracy as the reference models. The test cases revealed that the model was prone to instabilities for large non-linearity and fine resolution. Some of the instabilities were linked with false breaking during the first positive inundation, which was not observed for the reference models. None of the models were able to handle the bore forming during drawdown, however. The instabilities are linked to short-crested undulations on the grid scale, and appear on fine resolution during inundation. As a consequence, convergence was not always obtained. It is reason to believe that the instability may be a general problem for Boussinesq models in fjords.
تُشكّل موجات تسونامي الناجمة عن الانزلاقات الصخرية التي تهوي في المضائق البحرية (الفيوردات) تهديدًا خطيرًا للمجتمعات الساحلية المحلية. وقد يؤدي ارتطام الانهيار الصخري إلى توليد موجات شديدة اللاخطية في المجال القريب، ونظرًا لأن أطوال الموجات قصيرة نسبيًا، يبرز تأثير تشتت التردد. وتتسم بيئات المضائق البحرية بتضاريس وعرة ذات منحدرات حادة، ما يجعل نمذجة الموجات التشتتية اللاخطية في هذه البيئة بالتزامن مع الصعود الموجي أمرًا بالغ الصعوبة. قمنا بتشغيل نموذج بوزينسك تطبيقي من نوع تقليص التباين الإجمالي (TVD) باستخدام صياغات مختلفة للصعود الموجي. وتمت دراسة اختبارين مختلفين: الغمر على المنحدرات الشديدة، والانتشار في قناة شبه منحرفة. بالإضافة إلى ذلك، استُخدمت مجموعة من نماذج لاغرانج كنماذج مرجعية. طُبقت حالات اختبار معقدة لموجات منفردة ذات سعات تتراوح بين 0.1 و0.5، وعلى منحدرات تراوحت درجات ميلها بين 10° و50°. وأسفرت الصياغات المختلفة للصعود الموجي عن تفاوتات واضحة في الدقة والاستقرار، ولم يقدم سوى بعضها دقة مماثلة لتلك الخاصة بالنماذج المرجعية. وأظهرت حالات الاختبار أن النموذج كان عُرضة للاستبعاد وعدم الاستقرار عند درجات اللاخطية العالية والشبكات ذات الدقة الدقيقة. وارتبطت بعض حالات عدم الاستقرار بالتكسر الزائف أثناء الغمر الإيجابي الأول، وهو ما لم يُرصد في النماذج المرجعية. ومع ذلك، لم يتمكن أي من النماذج من محاكاة الجبهة الموجية الصدمية (bore) المتشكلة أثناء مرحلة الانحسار. وترتبط حالات عدم الاستقرار بتموجات قصيرة القمم على مقياس الشبكة، وتظهر عند استخدام الدقة المكانية الدقيقة أثناء الغمر. ونتيجة لذلك، لم يتحقق التقارب العددي دائمًا. وثمة ما يدعو إلى الاعتقاد بأن عدم الاستقرار هذا قد يمثل مشكلة عامة لنماذج بوزينسك في بيئات المضائق البحرية.
Reference Key
lvholt2013nonlinearsimulating Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors F. Løvholt, P. Lynett, G. Pedersen
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal BMC research notes
Year 2013
DOI
10.5194/npg-20-379-2013
URL
http://www.nonlin-processes-geophys.net/20/379/2013/npg-20-379-2013.pdf
Keywords
cosmic physics sciencephysicsgeophysics

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.