Zeitschrift für Hydrogeologie und Hydrotechnik

Numerische Modellierung einer tsunamiähnlichen Einzelwelle, die auf eine Ufermauer auftrifft und diese überspült, durch SPH-Systeme unter Berücksichtigung der Auswirkungen eingeschlossener Luft

Seyed Mohammad Taghi Azimi, Parviz Ghadimi und Hashem Nowruzi

Numerische Modellierung einer tsunamiähnlichen Einzelwelle, die auf eine Ufermauer auftrifft und diese überspült, durch SPH-Systeme unter Berücksichtigung der Auswirkungen eingeschlossener Luft

In der vorliegenden Studie wird eine tsunamiartige Einzelwelle, die auf eine undurchlässige Ufermauer trifft und diese überspült, numerisch simuliert. Dabei wurde das Brechen einer tsunamiartigen Einzelwelle vor Erreichen einer undurchlässigen trapezförmigen Ufermauer mit einer bestimmten Neigung berücksichtigt. Für die Simulation wird Smooth Particle Hydrodynamic (SPH) als lagrangesche netzlose Methode implementiert. Zur Validierung des numerischen Modells wird das erhaltene Einzelwellenprofil mit vorhandenen experimentellen und analytischen Daten verglichen und eine gute Übereinstimmung festgestellt. Basierend auf den Rechenergebnissen wird auch eine hohe Übereinstimmung zwischen der numerisch ermittelten Wellenstruktur und der Geometrie der experimentellen Wellen erreicht. Darüber hinaus wird die Art des Brechens einer tsunamiartigen Einzelwelle und ihres Überlaufens auf Ufermauern untersucht. Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit experimentellen Daten sowie Wasseroberflächenprofilen mit der RANS-Methode weist auf eine größere Übereinstimmung der SPH-Ergebnisse mit den experimentellen Erkenntnissen hin. Außerdem werden Rechenergebnisse in Bezug auf die Zeitverläufe des dynamischen Drucks aus SPH-Simulationen vorgestellt und mit experimentellen Daten und numerischen Modellen verglichen, wobei eine gute Übereinstimmung für den Spitzendruck erzielt wird.