利用流-固耦合模型模拟地震和海啸全过程

doi:10.3321/j.issn:0253-3782.2008.06.005

CORC > 北京大学 > 地球与空间科学学院

	利用流-固耦合模型模拟地震和海啸全过程; Modeling the dyhamic process of tsunami earthquake by liquid-solid coupling model
	蔡永恩 ; 赵志栋
刊名	地震学报
	2008
关键词	有限元流固耦合地震海啸数值模拟
DOI	10.3321/j.issn:0253-3782.2008.06.005
英文摘要	海底地震引起的海啸过程在力学上是一个流一固耦合问题.地震引起的海底变形会影响流体的运动,流体运动会影响地震引起的海底变形.海啸的数值模拟,通常采用浅水波控制方程,把地震引起的海底变形作为海啸波动的边界条件或初始条件,不考虑它们之间的相互作用.本文采用势流体的流-固耦合有限元方法模拟了地震和海啸的全过程.地震过程的模拟与地震位错模型不同,在位错模型中,断层的位错是事先指定的;而在本文中,首先形成自重作用下的初始应力场,然后通过断层材料的突然软化引起的错动,模拟地震震源的动力学过程.模拟结果显示,在海面除了可以看到大振幅的海啸波外,还可以发现体波震相和面波震相.在600 km的海面震中距上,它们要比海啸波早到48分钟,在此处面波的最大平均振幅可达0.55 m,是相同震中距海底面波最大平均振幅的2倍.因此,海啸预警信息在海面可以比在地表更早地得到.海啸波的传播速度在水深3 km的开阔海面是175.8 m/s,它要比理想长波理论预测的大,其平均振幅为2 m,波长可达32 km.到达大陆架后其速度、波长都减小,在岸边可以激起10 m高的巨浪,水平方向深入陆地达53 m.震中附近海面和地震断层上的最大垂直加速度分别为5.9 m/s2和16.3 m/s2,后者是前者的2.8倍.由此看来,海水是很好的减震器.海啸波的加速度到达岸边会衰减10倍.与加速度不同,海面震中处的振动速度为3.2 m/s,是海底震源处的1.4倍.震源处的最大位移小于震中海面的最大位移,其差就是海啸波源的振幅.值得注意的是,海底地震的最大位错在震后23 s达到,不是发生在断层滑动的开始.; 国家自然科学基金; 中文核心期刊要目总览(PKU); 中国科技核心期刊(ISTIC); 中国科学引文数据库(CSCD); 0; 6; 594-604; 30
语种	中文
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.pku.edu.cn/handle/20.500.11897/85283]
专题	地球与空间科学学院
推荐引用方式 GB/T 7714	蔡永恩,赵志栋. 利用流-固耦合模型模拟地震和海啸全过程, Modeling the dyhamic process of tsunami earthquake by liquid-solid coupling model[J]. 地震学报,2008.
APA	蔡永恩,&赵志栋.(2008).利用流-固耦合模型模拟地震和海啸全过程.地震学报.
MLA	蔡永恩,et al."利用流-固耦合模型模拟地震和海啸全过程".地震学报 (2008).