Forskare från Tohoku University har utvecklat en ny numerisk metod som banar väg för att simulera jordskredtsunamier.

Deras forskning publicerades i tidskriften Beräkningsmekanik den 13 maj, 2021.

Jordskred som inträffar på land eller under havet - kända som undervattens- respektive undervattensskred - kan orsaka förödande tsunamier. De utgör också andra faror som att skära av undervattenskablar och rörledningar.

Ändå är mekanismerna bakom dessa jordskred mindre välkända, delvis på grund av de mångfacetterade interaktioner som äger rum:en kollaps av havsbotten och/eller interaktionen mellan mark och vatten. Konventionella metoder gör det svårt att förutsäga beteendet hos mark och havsvatten med hög noggrannhet.

Forskarnas genombrott föreslår en ny hybridsimuleringsmetod som kan uttrycka den komplexa interaktionen mellan markstrukturer – kallade granulära massor – och vätskor.

"Vår nya metod kopplar samman två beräkningsmetoder som analyserar växelverkan mellan fasta ämnen och vätskor:finita elementmetoden (FEM) tillsammans med materialpunktmetoden (MEM), sa Kenjiro Terada, professor vid Tohoku Universitys internationella forskningsinstitut för katastrofvetenskap och medförfattare till studien.

Med hjälp av den nyskapade algoritmen, forskarna kunde simulera en våg som efterliknade en granulär kollaps under havet och en våg inducerad av en underflygning över ett lutande plan. Till deras glädje, simuleringarna var i rimlig överensstämmelse med de numeriska mätningarna.

Flera numeriska exempel visade också att den föreslagna metoden kan tillämpas på andra typer av potentiellt farliga naturhändelser som involverar interaktion av luft, vatten, och fasta ämnen.

Blickar framåt, Terada och hans team strävar efter att förbättra noggrannheten i sina experimentella mätningar och tillämpa den på verkliga data i större skala.