Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
SlideShare a Scribd company logo
Coastal	
  Effects	
  of	
  Tsunamis	
  

            PI:	
  Harry	
  Yeh	
  
         Proj.	
  No.	
  R/CNH-­‐20	
  
ObjecDves	
  

To	
  gain	
  a	
  beGer	
  understanding	
  of	
  tsunami	
  
characterisDcs	
  and	
  behavior.	
  	
  
 •  It	
  will	
  lead	
  to	
  the	
  improvement	
  of	
  tsunami	
  
    inundaDon	
  models.	
  	
  
 •  The	
  improved	
  inundaDon	
  models	
  will	
  then	
  
    yield	
  more	
  accurate	
  evacuaDon	
  maps.	
  
 •  The	
  evacuaDon	
  maps	
  are	
  essenDal	
  for	
  beGer	
  
    preparaDon	
  and	
  planning,	
  thereby	
  reducing	
  
    damage	
  and	
  loss	
  of	
  lives	
  from	
  tsunami	
  
    disasters.	
  	
  
Current	
  Tsunami	
  InundaDon	
  Maps	
  



                  80%	
  Prob	
  




                  95%	
  Prob	
  
Local	
  Tsunami	
  Runup	
  (Inaho	
  Coast,	
  the	
  1993	
  Okushiri)	
  
Local	
  Tsunami	
  Runup	
  (Laboratory	
  Model	
  of	
  Monai)	
  




       PredicDon	
  &	
  Measurement	
  
Three	
  Primary	
  Research	
  AcDviDes	
  	
  


1. Explore	
  the	
  basic	
  understanding	
  of	
  long-­‐wave	
  
   (tsunami)	
  characterisDcs	
  and	
  behaviors	
  in	
  the	
  
   laboratory-­‐scale	
  environment.	
  	
  
2. Promote	
  advances	
  in	
  mathemaDcal	
  theories	
  
   relevant	
  to	
  tsunami	
  phenomena.	
  	
  
3. Help	
  improve	
  tsunami-­‐inundaDon	
  numerical	
  
   models	
  used	
  in	
  real-­‐world	
  applicaDons.	
  
My	
  Ongoing	
  Research	
  
R/CNH-­‐17:	
  Localized	
  Extreme	
  Tsunami	
  Runup	
  
      Wenwen	
  Li	
  –	
  Graduate	
  student	
  




                                               Mach	
  ReflecDon	
  
Field	
  ObservaDons	
  of	
  the	
  Mach	
  ReflecDon	
  

                                                         The	
  1946	
  AlueDan	
  Tsunami	
  in	
  Hilo,	
  HI.	
  	
  




An	
  edge	
  wave	
  propagaDng	
  a	
  canal	
  	
  
Field	
  ObservaDons	
  of	
  the	
  Mach	
  ReflecDon	
  
Wave	
  Tank	
  in	
  Graf	
  Hall,	
  OSU	
  




                                                                Wave	
  paddles	
  
                                                                                                       3.6	
  m	
  




                                                                                        7.3	
  m	
  




                                                                                                       0.3	
  m	
  




                                                                                      7.3	
  m	
  


Wave	
  paddles	
  driven	
  by	
  16	
  linear	
  motors	
  
Our	
  Laboratory	
  RealizaDon	
  of	
  the	
  Mach	
  ReflecDon	
  
Laser	
  Induced	
  Fluorescent	
  Technique	
  
Repeatability	
  




Maximum	
  error	
  is	
  less	
  than	
  0.06	
  mm	
  
Wave	
  Profiles	
  in	
  the	
  DirecDon	
  Normal	
  to	
  the	
  Wall	
  




                                                     Temporal	
  profiles	
  




          h0	
  =	
  6.0	
  cm;	
  	
   ψ i = 30˚; ai = 0.182 (1.09 cm); x = 71.1 (427 cm) 	
  
Wave	
  Profiles	
  in	
  the	
  DirecDon	
  Normal	
  to	
  the	
  Wall	
  

                            Meniscus	
  effect	
  	
  



                                                        Temporal	
  profiles	
  




          h0	
  =	
  6.0	
  cm;	
  	
   ψ i = 30˚; ai = 0.182 (1.09 cm); x = 71.1 (427 cm) 	
  
Temporal	
  VariaDon	
  of	
  Measured	
  Water-­‐Surface	
  
                              (t	
  –	
  y	
  plane;	
  the	
  wall	
  at	
  y	
  =	
  0)	
  

                                                                                                α w = 2.26

Capillary-­‐Gravity	
  Waves	
  




     α r = 0.61


                 h0 = 6.0 cm; ψ i = 30˚; ai = 0.182; x = 71.1
Stem	
  Wave	
  AmplificaDon	
  
     4.5


     4.0


     3.5

                                                              theory	
  
     3.0


     2.5
αw
     2.0


     1.5

                                                          Series1
     1.0                                                  Series2
                                                          Loc7_30deg
     0.5                                                  Loc7_20deg
                                                          Loc6_40deg

     0.0
           0.0    0.2   0.4   0.6           0.8   1.0   1.2         1.4

                                    k	
  
Breaking	
  Stem	
  Wave	
  



at x = 60.96




at x = 71.7




               h0	
  =	
  6.0	
  cm;	
  ψ i = 30˚; ai = 0.37	
  
                                        	
  
Research	
  Tasks	
  
1.  ReflecDve	
  characterisDcs	
  of	
  tsunamis	
  from	
  the	
  
    land,	
  and	
  the	
  effects	
  of	
  local	
  variaDons	
  in	
  
    bathymetry	
  on	
  tsunami	
  amplificaDon	
  
2.  Effects	
  of	
  local	
  currents	
  (e.g.	
  Columbia	
  River)	
  on	
  
    tsunami	
  transformaDon.	
  	
  
3.  RealizaDon	
  of	
  the	
  predicDons	
  from	
  mathemaDcal	
  
    theories.	
  
4.  Organize	
  a	
  2-­‐day	
  workshop	
  at	
  Oregon	
  State	
  
    University	
  for	
  model	
  validaDon	
  specifically	
  aimed	
  
    at	
  the	
  inundaDon	
  models	
  used	
  in	
  NTHMP	
  
    (NaDonal	
  Tsunami	
  Hazard	
  MiDgaDon	
  Program).	
  
Collaborators	
  and/or	
  Contributors	
  

•  NTHMP	
  tsunami	
  inundaDon	
  model:	
  Dr.	
  Yinglong	
  
   (Joseph)	
  Zhang	
  of	
  the	
  Center	
  for	
  Coastal	
  and	
  Land-­‐
   Margin	
  Research:	
  link	
  to	
  NTHMP.	
  
•  Boussinesq	
  model:	
  Dr.	
  Patrick	
  LyneG	
  of	
  Texas	
  A&M	
  
   University:	
  	
  link	
  to	
  “COULWAVE”	
  a	
  high-­‐end	
  
   numerical	
  code	
  used	
  in	
  pracDce.	
  
•  MathemaDcal	
  analysis:	
  Dr.	
  Yuji	
  Kodama	
  of	
  Ohio	
  
   State	
  University.	
  
•  ParDcipants	
  of	
  the	
  proposed	
  workshop	
  in	
  Year	
  2.	
  	
  	
  
Ongoing	
  Research	
  with	
  Kodama	
  


Kodama’s	
  TheoreDcal	
  PredicDon	
  
Ongoing	
  Research	
  with	
  Kodama	
  

                                          Our	
  Laboratory	
  RealizaDon	
  
Kodama’s	
  TheoreDcal	
  PredicDon	
  
Strong	
  InteracDon	
  of	
  Two	
  Solitons	
  




 This	
  can	
  be	
  used	
  for	
  outreach	
  and	
  educaDon	
  
Strong	
  InteracDon	
  of	
  Two	
  Solitons	
  




4                   3                  2                    1




    7                           6                               5
Outreach	
  &	
  EducaDon	
  


•  The	
  video	
  and	
  other	
  visuals	
  will	
  be	
  disseminated	
  
   through	
  a	
  variety	
  of	
  means:	
  classroom	
  use,	
  
   sharing	
  the	
  materials	
  via	
  Internet	
  (website),	
  
   exhibit	
  at	
  the	
  Harield	
  Marine	
  Science	
  Center,	
  and	
  
   via	
  Sea	
  Grant	
  Extension.	
  	
  
•  Work	
  with	
  the	
  staff	
  at	
  Oregon	
  Sea	
  Grant	
  Office	
  for	
  
   its	
  producDon	
  and	
  disseminaDon.	
  
Outreach	
  &	
  EducaDon	
  


•  The	
  video	
  and	
  other	
  visuals	
  will	
  be	
  disseminated	
  
   through	
  a	
  variety	
  of	
  means:	
  classroom	
  use,	
  
   sharing	
  the	
  materials	
  via	
  Internet	
  (website),	
  
   exhibit	
  at	
  the	
  Harield	
  Marine	
  Science	
  Center,	
  and	
  
   via	
  Sea	
  Grant	
  Extension.	
  	
  
•  Work	
  with	
  the	
  staff	
  at	
  Oregon	
  Sea	
  Grant	
  Office	
  for	
  
   its	
  producDon	
  and	
  disseminaDon.	
  
     hGp://web.engr.oregonstate.edu/~liw/Website_Yeh/	
  

More Related Content

Coastal Effects of Tsunamis

  • 1. Coastal  Effects  of  Tsunamis   PI:  Harry  Yeh   Proj.  No.  R/CNH-­‐20  
  • 2. ObjecDves   To  gain  a  beGer  understanding  of  tsunami   characterisDcs  and  behavior.     •  It  will  lead  to  the  improvement  of  tsunami   inundaDon  models.     •  The  improved  inundaDon  models  will  then   yield  more  accurate  evacuaDon  maps.   •  The  evacuaDon  maps  are  essenDal  for  beGer   preparaDon  and  planning,  thereby  reducing   damage  and  loss  of  lives  from  tsunami   disasters.    
  • 3. Current  Tsunami  InundaDon  Maps   80%  Prob   95%  Prob  
  • 4. Local  Tsunami  Runup  (Inaho  Coast,  the  1993  Okushiri)  
  • 5. Local  Tsunami  Runup  (Laboratory  Model  of  Monai)   PredicDon  &  Measurement  
  • 6. Three  Primary  Research  AcDviDes     1. Explore  the  basic  understanding  of  long-­‐wave   (tsunami)  characterisDcs  and  behaviors  in  the   laboratory-­‐scale  environment.     2. Promote  advances  in  mathemaDcal  theories   relevant  to  tsunami  phenomena.     3. Help  improve  tsunami-­‐inundaDon  numerical   models  used  in  real-­‐world  applicaDons.  
  • 7. My  Ongoing  Research   R/CNH-­‐17:  Localized  Extreme  Tsunami  Runup   Wenwen  Li  –  Graduate  student   Mach  ReflecDon  
  • 8. Field  ObservaDons  of  the  Mach  ReflecDon   The  1946  AlueDan  Tsunami  in  Hilo,  HI.     An  edge  wave  propagaDng  a  canal    
  • 9. Field  ObservaDons  of  the  Mach  ReflecDon  
  • 10. Wave  Tank  in  Graf  Hall,  OSU   Wave  paddles   3.6  m   7.3  m   0.3  m   7.3  m   Wave  paddles  driven  by  16  linear  motors  
  • 11. Our  Laboratory  RealizaDon  of  the  Mach  ReflecDon  
  • 13. Repeatability   Maximum  error  is  less  than  0.06  mm  
  • 14. Wave  Profiles  in  the  DirecDon  Normal  to  the  Wall   Temporal  profiles   h0  =  6.0  cm;     ψ i = 30˚; ai = 0.182 (1.09 cm); x = 71.1 (427 cm)  
  • 15. Wave  Profiles  in  the  DirecDon  Normal  to  the  Wall   Meniscus  effect     Temporal  profiles   h0  =  6.0  cm;     ψ i = 30˚; ai = 0.182 (1.09 cm); x = 71.1 (427 cm)  
  • 16. Temporal  VariaDon  of  Measured  Water-­‐Surface   (t  –  y  plane;  the  wall  at  y  =  0)   α w = 2.26 Capillary-­‐Gravity  Waves   α r = 0.61 h0 = 6.0 cm; ψ i = 30˚; ai = 0.182; x = 71.1
  • 17. Stem  Wave  AmplificaDon   4.5 4.0 3.5 theory   3.0 2.5 αw 2.0 1.5 Series1 1.0 Series2 Loc7_30deg 0.5 Loc7_20deg Loc6_40deg 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 k  
  • 18. Breaking  Stem  Wave   at x = 60.96 at x = 71.7 h0  =  6.0  cm;  ψ i = 30˚; ai = 0.37    
  • 19. Research  Tasks   1.  ReflecDve  characterisDcs  of  tsunamis  from  the   land,  and  the  effects  of  local  variaDons  in   bathymetry  on  tsunami  amplificaDon   2.  Effects  of  local  currents  (e.g.  Columbia  River)  on   tsunami  transformaDon.     3.  RealizaDon  of  the  predicDons  from  mathemaDcal   theories.   4.  Organize  a  2-­‐day  workshop  at  Oregon  State   University  for  model  validaDon  specifically  aimed   at  the  inundaDon  models  used  in  NTHMP   (NaDonal  Tsunami  Hazard  MiDgaDon  Program).  
  • 20. Collaborators  and/or  Contributors   •  NTHMP  tsunami  inundaDon  model:  Dr.  Yinglong   (Joseph)  Zhang  of  the  Center  for  Coastal  and  Land-­‐ Margin  Research:  link  to  NTHMP.   •  Boussinesq  model:  Dr.  Patrick  LyneG  of  Texas  A&M   University:    link  to  “COULWAVE”  a  high-­‐end   numerical  code  used  in  pracDce.   •  MathemaDcal  analysis:  Dr.  Yuji  Kodama  of  Ohio   State  University.   •  ParDcipants  of  the  proposed  workshop  in  Year  2.      
  • 21. Ongoing  Research  with  Kodama   Kodama’s  TheoreDcal  PredicDon  
  • 22. Ongoing  Research  with  Kodama   Our  Laboratory  RealizaDon   Kodama’s  TheoreDcal  PredicDon  
  • 23. Strong  InteracDon  of  Two  Solitons   This  can  be  used  for  outreach  and  educaDon  
  • 24. Strong  InteracDon  of  Two  Solitons   4 3 2 1 7 6 5
  • 25. Outreach  &  EducaDon   •  The  video  and  other  visuals  will  be  disseminated   through  a  variety  of  means:  classroom  use,   sharing  the  materials  via  Internet  (website),   exhibit  at  the  Harield  Marine  Science  Center,  and   via  Sea  Grant  Extension.     •  Work  with  the  staff  at  Oregon  Sea  Grant  Office  for   its  producDon  and  disseminaDon.  
  • 26. Outreach  &  EducaDon   •  The  video  and  other  visuals  will  be  disseminated   through  a  variety  of  means:  classroom  use,   sharing  the  materials  via  Internet  (website),   exhibit  at  the  Harield  Marine  Science  Center,  and   via  Sea  Grant  Extension.     •  Work  with  the  staff  at  Oregon  Sea  Grant  Office  for   its  producDon  and  disseminaDon.   hGp://web.engr.oregonstate.edu/~liw/Website_Yeh/