Numerical models are quite common in Civil Engineering and, among them, those in fluid mechanics are some of the most complex ones. Studying waves is already as hard as it comes, so focusing on tsunami waves propagating on land is one of the hardest problems in the world.
This is because tsunami waves break and undergo complex deformation with abrupt temporal and spatial changes in pressure during its impingement on coastal structure. Numerical simulation of such phenomenon requires a robust and efficient momentum solver and accurate reproduction of free-surface to reproduce the tsunami hydrodynamic force accurately.
Considering the cost (both in lives and economical) of tsunami waves reaching land, this is a problem that must be solved. So having such a robust numerical model capable of simulating them is critical if we are to minimize those costs (specially in countries along the Pacific Ring of Fire). This is why, in continuing with our series of webinars on Civil Engineering, we were so pleased to have Dr. How Tion Puay, live from Malaysia, delivering the webinar "Development of a Numerical Model for the Simulation of Tsunami Wave Propagation on Land", when he shared with us the process of developing a robust and efficient 3-D numerical model to simulate the hydrodynamic of tsunami waves.
Dr. Puay H.T is a Senior Lecturer at the River Engineering and Urban Drainage Research Centre (REDAC) at Universiti Sains Malaysia, Penang, Malaysia. He obtained his Ph.D. and Master degree from the Department of Urban Management, Kyoto University and BS in Civil Engineering from Universiti Sains Malaysia. His research mainly focuses on the mathematical and numerical modelling of open-channel hydraulics. Apart from teaching in the Civil Engineering School, he is also actively involved in consultation project, e. g. numerical modelling of emergency gate at a dam, river rehabiliaton project and the Integrated River Basin Management plan for Perai River, Penang, Malaysia. He has received the Transdisplinary Research Grant Scheme for the development of numerical model for mudflow disaster and the Fundamental Research Grant Scheme to study the formation of pool and riffles structure in river. Both research grants are national from the Ministry of Higher Education of Malaysia.
The following is a recorded version of his presentation.
[Versión en español]
El uso de modelos numéricos es bastante común en la ingeniería civil y, entre ellos, los relacionados a la mecánica de fluidos tienden a ser de los más complejos. Estudiar olas es de por sí difícil así que enfocarse en el comportamiento de la propagación de olas de tsunami en tierra es de los problemas más difíciles de resolver en el mundo.
Esto es así porque las olas de tsunami se deforman y rompen siguiendo procesos de cambio complejos de presión, tanto temporal como espacial, al golpear estructuras costeras. La simulación numérica de estos fenómenos requiere una solución de momentos robusta y eficiente que reproduzca con precisión tanto las superficies libres como las fuerzas hidrodinámicas resultantes.
Considerando los altos costos (tanto en vidas como financieros) del efecto de tsunamis llegando a tierra, este es un problema que debe ser necesariamente resuelto. Por ello el desarrollo de modelos robustos capaces de simular su comportamiento es crítico al buscar reducirlos (sobre todo en países a lo largo del Cinturón de Fuego del Pacífico). Es por este motivo que, continuando con nuestra serie de webinars en ingeniería civil, estuvimos sumamente complacidos de contar con el Dr. How Tion Puay, en vivo desde Malasia, presentando el tema "Desarrollo de un Modelo Numérico para la Simulación de la Propagación de Olas de Tsunami en Tierra", en donde compartió con nosotros el proceso de desarrollo de un modelo 3D robusto y eficiente capaz de simular la hidrodinámica de olas de tsunami.
El Dr. H.T. Puay es Docente Senior en el Centro de Investigación en Ingeniería de Ríos y Drenaje Urbano (REDAC, por sus siglas en inglés) de la Universidad Sains Malaysia en Penang (Malasia). Recibió los grados de PhD y Maestría del Departamento de Manejo Urbano de la Universidad de Kioto (Japón), y de Bachiller de Ciencias con mención en Ingeniería Civil por la Universidad Sains Malaysia. Su trabajo de investigación se enfoca principalmente en modelos matemáticos y numéricos para el modelado de hidráulica de canales abiertos. En adición a sus labores docentes en la Escuela de Ingeniería Civil, es un activo consultor en diversos proyectos (p.e., el modelado numérico de compuertas de emergencia en represas, proyectos de rehabilitación en ríos, y en el Plan para el Manejo de la Cuenca del Río Perai en Penang (Malasia)). Ha recibido el fondo en investigación transdisciplinaria para el desarrollo de modelos numéricos para desastres de lodo, y el fondo de investigación fundamental para el estudio de la formación de estancos y torrenteras en ríos. Ambos fondos de investigación son auspiciados por el Ministerio de Educación Superior de Malasia.
La que sigue es una grabación de su presentación.