Инд. авторы:	Шокин Ю.И., Рычков А.Д., Хакимзянов Г.С., Чубаров Л.Б.
Заглавие:	О численных методах решения задач о накате волн на берег. I. Сравнительный анализ численных алгоритмов для одномерных задач
Библ. ссылка:	Шокин Ю.И., Рычков А.Д., Хакимзянов Г.С., Чубаров Л.Б. О численных методах решения задач о накате волн на берег. I. Сравнительный анализ численных алгоритмов для одномерных задач // Вычислительные технологии. - 2015. - Т.20. - № 5. - С.214-232. - ISSN 1560-7534. - EISSN 2313-691X.
Внешние системы:	РИНЦ: 24498205;
Реферат:	rus: Проведен сравнительный анализ метода крупных частиц, метода “годуновского” типа, метода сглаженных частиц, комбинированного метода TVD + SPH, а также метода адаптивных сеток для численного моделирования наката длинных волн на берег в рамках теории мелкой воды. Значительное внимание уделено проверке качества алгоритмов и математической модели путем их сопоставления с аналитическими решениями и результатами лабораторных экспериментов. Показаны определенные преимущества метода TVD + SPH для решения задач наката волн на берег по сравнению с другими методами. Продемонстрированы возможности успешного применения этого метода для моделирования как слабо нелинейных (необрушающихся), так и существенно нелинейных (обрушающихся) волн. В последнем случае качество результата в значительной степени зависит от удачного подбора параметров, определяющих величину донного трения.
Ключевые слова:	поверхностные волны; мелкая вода; накат на берег; численное моделирование;
Издано:	2015
Физ. характеристика:	с.214-232
Цитирование:	1. Leffe, M. De, Touze, D. Le, Alessandrini, B. SPH modeling of shallow-water coastal flows. Journal of Hydraulic Research. 2010; 48(Extra Issue):118-125. 2. Monaghan, J.J. Simulating free surface flows with SPH. Journal of Computational Physics. 1994; 110(2):399-406. 3. Cho, Y.-S., Briggs, M.J., Kanoglu, U., Synolakis, C.E., Liu, P.L.-F. Runup of solitary waves on a circular island. Journal of Fluid Mechanics. 1995; 302: 259-285. 4. Kulikovskii, A.G., Pogorelov, N.V., Semenov, A.Yu. Mathematical Aspects of Numerical Solution of Hyperbolic Systems. Monographs and Surveys in Pure and AppliedMathematics. USA: Chapman & Hall/CRC, Boca Raton, FL. 2001; 118: 560. 5. Anastaious, K., Chan, C. Solution of the 2D shallow water equations using the finite volume method on unstructured triangular meshes. International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1977; 24:1225-1245. 6. Bautin, S.P., Deryabin, S.L., Sommer, A.F., Khakimzyanov, G.S., Shokina, N.Yu. Use of analytic solutions in the statement of difference boundary conditions on a movable shoreline. Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2011; 26(4): 353-377. 7. Shokin, Yu.I., Beisel, S.A., Rychkov, A.D., Chubarov, L.B. Numerical simulation of the tsunami runup on the coast using the method of large particles. Mathematical Models and Computer Simulations. 2015; 7(4):339-348. 8. Beisel, S.A., Rychkov, A.D., Chubarov, L.B. Sravnitel'nyy analiz nekotorykh algoritmov modelirovaniya nakata voln tsunami na bereg [Comparative analysis of some algorithms for the simulation of tsunami waves runup]. V All-Russian conference with foreign participants “Free Boundary Problems: theory, experiment and applications”. Biisk: Publishing house of the Altai State Technical University named by I.I. Polzunov, 2014, р. 16. 9. Hrapov, S.S., Khoperskov, A.V., Kuzmin, N.M., Pisarev, A.V., Kobelev, I.A. A numerical scheme for simulating the dynamics of surface water on the basis of the combined SPH-TVD approach. Computational Methods and Programming Techniques. 2011; 12:282-297. (In Russ.) 10. Rodin, A.A., Pelinovskiy, E.N. Dinamika dlinnykh voln v pribrezhnoy zone moray s uchetom effektov obrusheniya [The Dynamics of Long Waves in the Coastal Zone, Taking Into Account the Effects of the Breaking]. N. Novgorod: Nizhegorod. State Tehn. Univ. named by R.E. Alekseev; 2014: 93. (In Russ.) 11. Parshikov, A.N. Application of a solution to the Riemann problem in the SPH method. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 1999; 39(7):1173-1182. (In Russ.) 12. Khakimzyanov, G.S., Shokina, N.Yu. Adaptive grid method for one-dimensional shallow water equations. Computational Technologies. 2013; 18(3):54-79. (In Russ.) 13. Shokina, N.Yu., Khakimzyanov, G.S. An improved adaptive grid method for onedimensional shallow water equations. Computational Technologies. 2015; 20(4): 83-106. (In Russ.) 14. Beizel', S.A., Shokina, N.Yu., Khakimzyanov, G.S., Chubarov, L.B., Kovyrkina, O.A., Ostapenko, V.V. On some numerical algorithms for computation of tsunami runup in the framework of shallow water model. I. Computational Technologies. 2014; 19(1):40-62. (In Russ.) 15. National Tsunami Hazard Mitigation Program. Proceedings and Results of the 2011 NTHMP Model Benchmarking Workshop. Boulder: U.S. Department of Commerce; 2012: 436. 16. Synolakis, C.E. The runup of solitary waves. Journal of Fluid Mechanics. 1987; 185(6):523-545. 17. Vol'tsinger N.E., Klevannyy K.A., Pelinovskiy E.N. Dlinnovolnovaya dinamika pribrezhnoy zony [Long-wave dynamics of the coastal zone]. Leningrad:Gidrometeoizdat; 1989: 272. (In Russ.) 18. Synolakis, C.E., Bernard, E.N., Titov, V.V., Kanoglu, U., Gonzalez, F.I. Standards, Criteria, and Procedures for NOAA. Evaluation of Tsunami Numerical Models. NOAA Technical Memorandum OAR PMEL-135. Pacific Marine Environmental Laboratory. Seattle, WA, 2007: 60. Available at: http://nctr.pmel.noaa.gov/benchmark/SP_3053.pdf. 19. Synolakis, C.E., Bernard, E.N., Titov, V.V., Kanoglu, U., Gonzalez, F.I. Validation and verification of tsunami numerical models. Pure and Applied Geophisics. 2008; 165:2197-2228. 20. Gonzalez, F.I., LeVeque, R.J., Chamberlain, P., Hirai, B., Varkovitzky, J., George, D.L. (USGS) Validation of the GeoClaw Model. NTHMP MMS Tsunami Inundation Model Validation Workshop. GeoClaw Tsunami Modeling Group, University of Washington; 84. Available at: http://depts.washington.edu/clawpack/links/nthmpbenchmarks/geoclaw-results.pdf. 21. Synolakis, C.E. The Runup of Long Waves: Ph.D. Thesis. Pasadena, California Institute of Technology, 1986: 228. 91125.