專利名稱：：一種基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種災(zāi)難預(yù)警仿真應(yīng)用中基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
：海嘯是一種非常重要的自然災(zāi)害，每年給全世界人民帶來巨大的損失。在2004年12月26日，罕見的海嘯席巻印度洋多個國家，約30萬人喪生，500萬人痛失家園與生計。這次海嘯，可以引起人們許多深思。海嘯具有突發(fā)性、影響距離遠、危害大的特點，而普遍缺乏必要的預(yù)警機制和科研經(jīng)費、信息傳達不暢、民眾和政府災(zāi)害意識淡薄等，則是造成這次巨大災(zāi)難的主要原因。據(jù)測定，這次海嘯在震后3分鐘到達科科斯島，2.5小時到達印度。因此，如能在海嘯可能經(jīng)過的路徑上設(shè)立由海底計浪器、浮標(biāo)、衛(wèi)星、地面接收站等組成的全天候的自動監(jiān)測網(wǎng)，采用計算機和相關(guān)軟件技術(shù)計算傳播時間，就可以及時預(yù)報，盡快通知受災(zāi)地區(qū)的人們提前緊急疏散，以減少受災(zāi)程度。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，對于海嘯的模擬方法逐漸從觀察預(yù)測轉(zhuǎn)換到計算機仿真預(yù)測。鑒于海嘯的巨大破壞性，國內(nèi)外對海嘯數(shù)值模擬和可視化技術(shù)也開始重視起來，近20年來，日本和美國等有遼闊海域的發(fā)達國家在探索海嘯防災(zāi)的道路上走在世界前列，亞洲多數(shù)國家在此方面研究甚少，以至于在海嘯來臨之時，釀成本來可以預(yù)防的巨大損失。1984年李成收集和研究了世界大洋中的地震海嘯分布規(guī)律。1986年，國家地震局組織了60多位專家編著了《地震對策》(郭增建、陳鑫連任主編)一書，書中有關(guān)海嘯的章節(jié)全面論述了地震海嘯的危害、成因機制、產(chǎn)生的條件、地震海嘯的成災(zāi)條件、地震海嘯的世界分布、中國地震海嘯的可能性，并全面討論了地震海嘯的對策。至目前為止已經(jīng)發(fā)展了一系列越洋海嘯的傳播、近岸海嘯變形等物理模型，包括海浪生成階段、風(fēng)浪成長階段、海浪耗散消亡階段，并進行了可視化嘗試，但是沒有繪制出整個海嘯動態(tài)場景。20世紀(jì)80年代末期日本學(xué)者Imamura博士提出了一種數(shù)值計算方法，既節(jié)約了計算機內(nèi)存又節(jié)省了計算時間，從而使海嘯數(shù)值計算在海洋工程應(yīng)用中得到了廣泛的普及，并掀起了越洋海嘯數(shù)值模擬研究的新高潮。1983年Nihonkai-Chubu以地震引起的海嘯為例研究了海底運動和海嘯運動的規(guī)律，對海嘯波的推進做了二維色帶的可視化和三維曲面的可視化。Ohmachi等考慮淺水方程中部分非線性項，可成功模擬海浪的有效波高。由于海嘯物理模型的復(fù)雜，海嘯場景的繪制也一個難題，Krikke給出了印度洋海嘯俯視場景的二維彩色抽象模擬和三維海嘯波傳播抽象模擬。Kowalick等于2004年提出了對下一代海嘯仿真模型的想法，考慮海面障礙物對海嘯波浪變形的影響下，可采用二維截面網(wǎng)格和VOF曲面造型方法。2005年，RogerEdberg等通過求解一個受地形、粘滯力等影響的淺水波方程來對海嘯數(shù)據(jù)快速可視化。阿拉斯加海嘯預(yù)警中心根據(jù)海嘯偏微分方程組，用有限差分的方式對2004年12月26日印度洋大海嘯進行的數(shù)值模擬效果。綜上所述，目前國內(nèi)外關(guān)于海嘯模擬的工作主要是基于試驗及相關(guān)數(shù)值模擬方法，對海嘯發(fā)生時與震源、海底地形及海水交互作用的規(guī)則考慮還不夠，不能很好地預(yù)測和計算海嘯發(fā)生時的運動過程及海浪高度。實驗數(shù)據(jù)的匱乏是造成不能很好預(yù)測的原因，同時由于模型過于復(fù)雜和網(wǎng)格過于密集，計算量常常較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有方法注重于試驗仿真、計算效率過慢、仿真過程不準(zhǔn)確等問題，提供一種基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的—種基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法，該方法包括以下具體步驟1)基于震源互動的海嘯區(qū)域網(wǎng)格生成(a)以海嘯實際發(fā)生的震源位置為中心，建立雙向自適應(yīng)的層次網(wǎng)格，該雙向自適應(yīng)的層次網(wǎng)格初始為大尺度的徑向圓形網(wǎng)格，從震源產(chǎn)生時沿扇形傳播，然后根據(jù)海嘯的傳播逐級漸遠地細(xì)分。(b)采用九鄰域的線性插值將粗網(wǎng)格細(xì)分為細(xì)網(wǎng)格，同時細(xì)網(wǎng)格采用雙線性插值對粗網(wǎng)格反饋影響，構(gòu)建上述層次網(wǎng)格的基于線性插值的交互影響規(guī)則。(c)建立多層次網(wǎng)格與球面坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，計算球面坐標(biāo)下的每個層次網(wǎng)格點的坐標(biāo)，將基于球面坐標(biāo)的海嘯波動方程映射到上述層次網(wǎng)格上；在球面坐標(biāo)系下初始地震海嘯的控制方程表達為如下形式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，a，小是經(jīng)度和緯度，海浪表面高度h=n(a，(Kt)+d(a，小)，表示波高和海深之和；M和N為經(jīng)度方向和緯度方向流通量；g是重力加速度；f是耗散參數(shù)，W為地球自轉(zhuǎn)角頻率；r是地球半徑。2)與海底地形互動的海嘯運動計算(a)對海嘯波動方程進行扇形與正方形網(wǎng)格相結(jié)合的有限差分離散先采用極坐標(biāo)系下的扇形差分網(wǎng)格離散，當(dāng)海嘯傳遞到離震源較遠的區(qū)域時，采用正方形網(wǎng)格離散，為減少計算量，對正方形網(wǎng)格采用蛙躍格式。(b)依據(jù)海岸及島嶼設(shè)置剛壁邊界的初始法線和初始流通量，以及輻射邊界條件的零反射效應(yīng)；在公式(1)中，設(shè)海岸和島嶼的固定邊界上，法線方向的速度為零，同時流通量為零，也就是M=0和N=0。具體計算時，水邊界取為輻射邊界條件，使邊界反射效應(yīng)近乎于0，陸邊界為剛壁邊界，即取法向速度。(c)依據(jù)地形陡緩程度調(diào)整地形系數(shù)，將其設(shè)置為海嘯波動方程的邊界條件，求解出每個離散網(wǎng)格點處海嘯流通量變化，得到海嘯運動路徑和強度衰減值；海洋地形地貌是影響海嘯傳播的重要參數(shù)，采用公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>在(2)式中，H。是在深海遠處的深度，x為自變量，表示位置。XSCALE、YSCALE分別為X、Y方向的放大系數(shù)，以恰當(dāng)描述海洋的深度和廣度。S來調(diào)整基準(zhǔn)常數(shù)以實現(xiàn)將海洋擺在最合適的觀察位置。Ajust為地形調(diào)整系數(shù)，以靈活地調(diào)整地形陡緩程度，來計算海嘯在不同海底地形下的運動傳播變化，這樣求解出方程(1)每個離散點的海嘯流通量變化。從而得到海嘯運動路徑和強度衰減值。3)粒子與網(wǎng)格結(jié)合的互動海嘯高度預(yù)測(a)根據(jù)基準(zhǔn)海平面的高度，采用基于海浪譜的初始波動方程，即某時刻任意網(wǎng)格點上海面高度場的連續(xù)函數(shù)，設(shè)置初始的海面高度場。根據(jù)海平面的高度，設(shè)置初始的海面高度場。高度場即t時刻在水平位置x(x，y)上，海面高度Z的連續(xù)函數(shù)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>這里x，y是指海面的橫，縱坐標(biāo)，Z為當(dāng)前點的垂直高度，在沒有外力作用下，Z的初值為0。當(dāng)受到外力作用時，平面X發(fā)生水平和垂直方向的畸變(波浪)，并會形成一個新的Z的高度和一個v的速度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(b)依據(jù)海嘯流通量變化，采用粒子量化海嘯對原始海面高度場的影響，應(yīng)用自適應(yīng)算法，在粒子之間行進到一定間距內(nèi)，在海面對應(yīng)的區(qū)域上動態(tài)增補新的粒子。粒子和網(wǎng)格的交互是由一個叫偏離函數(shù)《(X，t)來完成的；首先由公式(3)可知AZ是所有外力綜合疊加的效果，當(dāng)外力作用于海面時，作用區(qū)域會產(chǎn)生一個偏離高度，使該區(qū)域和水平位置分離，把偏離高度記為AZ，那么在t時刻，滿足方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中；i是某一個外力作用于海面產(chǎn)生的偏離效果，而算法核心思想就是將各種外力的綜合效果和粒子所處當(dāng)前網(wǎng)格結(jié)合起來，所以先把所有外力的合力傳遞給當(dāng)前粒子，而粒子的作用首先是定位其所在的網(wǎng)格，然后將外界吸收的能量傳遞給該網(wǎng)格，使當(dāng)前網(wǎng)格按公式(5)產(chǎn)生一個偏離高度，當(dāng)粒子進入下一個網(wǎng)格，重復(fù)以上過程，最終完成整個模擬海嘯涌浪的效果。鄰近的網(wǎng)格偏離高度由方程(6)依次獲得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>Ai為當(dāng)前粒子i產(chǎn)生的振幅，o為液體粘度。L。為粒子影響的范圍。(c)根據(jù)粒子所在的網(wǎng)格，計算粒子的疊加偏離高度，將因海嘯流通量變化而產(chǎn)生的偏離高度與海面高度場相疊加，計算得到該網(wǎng)格點處準(zhǔn)確的海浪高度。本發(fā)明的有益效果充分考慮了海嘯發(fā)生時內(nèi)外部環(huán)境的影響因素，建立了互動的海嘯運動模型和層次式計算網(wǎng)格，可以真實反應(yīng)海嘯時波浪高度及傳播的特性，模擬結(jié)果的可信度高。在進行海嘯模擬時還充分采用了層次化和自適應(yīng)的思想，建立了多層次的自適應(yīng)網(wǎng)格，這樣由粗及精，既保證了計算的精度，又提高了計算效率。從而快速計算出不同情況下的海嘯運動?？傊瑧?yīng)用本發(fā)明可以快速有效地預(yù)測海嘯的運行；在用戶交互的方便性、計算的快捷性和預(yù)測結(jié)果的逼真性上，本發(fā)明都有顯著提高。圖1為本發(fā)明建立的扇形網(wǎng)格剖分圖圖2為本發(fā)明流程示意圖圖3為本發(fā)明計算出的不同情況下海嘯振幅變化圖圖4為本發(fā)明預(yù)測仿真的參數(shù)化界面圖圖5為利用本發(fā)明繪制出的海嘯互動真實感效果圖具體實施例方式本發(fā)明涉及的基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法，包括以下實施步驟第一步基于震源互動的海嘯區(qū)域網(wǎng)格生成(1)首先我們根據(jù)海嘯震源情況設(shè)置相關(guān)初始參數(shù)。引起海嘯的地震可以在深海也可以在淺海。本實例中，假設(shè)海嘯發(fā)生在距海岸2000km左右遠處的深海。由這一點起，海底地形的計算由公式(2)決定。當(dāng)海嘯傳播到這一點的時候海嘯的傳播速度可以計算得V0)=7gxi/(>)那么海嘯走過的路程等于f'V(X)^(2)建立海嘯區(qū)域的多層次網(wǎng)格。以海嘯實際發(fā)生的震源位置為中心，建立雙向自適應(yīng)的層次網(wǎng)格，該雙向自適應(yīng)的層次網(wǎng)格初始為大尺度的徑向圓形網(wǎng)格，從震源產(chǎn)生時沿扇形傳播，然后根據(jù)海嘯的傳播逐級漸遠地細(xì)分。海嘯在傳播過程中是以機械波的形式來傳播的，一種是沿地面?zhèn)鞑サ牡卣鸩?，它的速度很快，一種是沿海面?zhèn)鞑サ暮[波，它的速度稍慢。海嘯波是一種重力波，其波長與深度密切相關(guān)，在深海位置的波長特別長，運動到近岸處，波長變短，頻率變大。這里采用公式入(x)=Cons^+h^Const2其中，Cons^為基準(zhǔn)波長，在深海中通常取為200400Km，在近岸中取為1050Km，h為x點處的海洋深度，單位為米，Const2為調(diào)整系數(shù)，取Const2=1.4*10—5。采用九鄰域線性插值將粗網(wǎng)格細(xì)分為細(xì)網(wǎng)格，同時細(xì)網(wǎng)格采用雙線性插值對粗網(wǎng)格產(chǎn)生反饋，構(gòu)建上述層次網(wǎng)格的基于線性插值的交互影響規(guī)則。建立多層次網(wǎng)格與球面坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，計算球面坐標(biāo)下的每個層次網(wǎng)格點的坐標(biāo)，將基于球面坐標(biāo)的海嘯波動方程映射到上述層次網(wǎng)格上；在球面坐標(biāo)系下初始地震海嘯的偏微分方程表達為如下形式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>[oo62]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，a，小是經(jīng)度和緯度，海浪表面高度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>表示波高和海深之和；M和N為經(jīng)度方向和緯度方向流通量；g是重力加速度；f是耗散參數(shù)，W為地球自轉(zhuǎn)角頻率；R是地球半徑。第二步與海底地形互動的海嘯運動計算(1)偏微分方程的離散。上述偏微分方程是不易求解的，需要對方程進行有限差分地離散，這里我們采用扇形網(wǎng)格離散和正方形網(wǎng)格離散相結(jié)合的方式。海嘯傳播初期采用極坐標(biāo)系下的扇形差分網(wǎng)格離散，當(dāng)海嘯傳遞到較遠區(qū)域時，這時的網(wǎng)格已經(jīng)接近于正方形，為減少計算量，對正方形網(wǎng)格采用蛙躍格式。(2)設(shè)置初始條件。設(shè)海岸和島嶼的固定邊界上，法線方向的速度為零和流通量為零，也就是M=0和N=0。具體計算時，水邊界取為輻射邊界條件，使邊界反射效應(yīng)近乎于0，陸邊界為剛壁邊界，即取法向速度。(3)根據(jù)海底地形的情況設(shè)置邊界條件。設(shè)置海底地形的阻擋影響。海洋地形地貌是影響海嘯傳播的重要參數(shù)，采用公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>在上式中，HO是在深海遠處的深度，x表示位置。XSCALE、YSCALE分別為x、y方向的放大系數(shù)，以恰當(dāng)描述海洋的深度和廣度。S來調(diào)整基準(zhǔn)常數(shù)以實現(xiàn)將海洋擺在最合適的觀察位置。Ajust為地形調(diào)整系數(shù)，以靈活地調(diào)整地形陡緩程度，來計算海嘯在不同海底地形下的運動傳播變化。求解出方程即可得到每個離散點的海嘯流通量的變化。第三步基于粒子與網(wǎng)格交互互動規(guī)則，預(yù)測海嘯的涌浪高度先根據(jù)海平面高度，確定初步的海面高度場，然后在海嘯傳播到的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生粒子，建立粒子與網(wǎng)格的互動規(guī)則，從而得到海嘯實際涌浪高度和互動效果。步驟如下(1)基于高度場的波面建模高度場即t時刻在水平位置X(x，y)上，液面高度Z的連續(xù)函數(shù)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>這里x，y指海面的橫、縱坐標(biāo)，Z為當(dāng)前點的垂直高度。當(dāng)受到外力作用時，平面X發(fā)生水平和垂直方向的畸變(波浪)，并會形成一個新的Z的高度和一個v的速度，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>假設(shè)t。時刻，水面高度為Z。，在t。+At時亥lj，新高度為Z'，則不難得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>Z。為t。時刻的初始高度，AZ為增量。(2)粒子與網(wǎng)格的交互在本發(fā)明中，粒子和網(wǎng)格的交互是由一個叫偏離函數(shù)l(X，t)來完成的。AZ是所有外力綜合疊加的效果，當(dāng)外力作用于液面時，作用區(qū)域會產(chǎn)生一個偏離高度，使該區(qū)域和水平位置分離，把偏離高度記為AZ，那么在t時刻，滿足方程AZ(X力-^^,(U)'=0其中；i是某一個外力作用于液面產(chǎn)生的偏離效果，而我們算法核心思想就是將各種外力的綜合效果和粒子所處當(dāng)前網(wǎng)格結(jié)合起來，所以我們先把所有外力的合力傳遞給當(dāng)前粒子，而粒子的作用首先是定位其所在的網(wǎng)格，然后將外界吸收的能量傳遞給該網(wǎng)格，使當(dāng)前網(wǎng)格產(chǎn)生一個偏離高度，當(dāng)粒子進入下一個網(wǎng)格，重復(fù)以上過程，最終完成整個模擬過程。必須指出的是，由于在計算過程中，需要對粒子的位置進行整數(shù)化處理，以此來確定每個粒子所處的網(wǎng)格，這樣做的結(jié)果是導(dǎo)致有些網(wǎng)格內(nèi)包含了多個粒子，疊加之后會產(chǎn)生較大的高度值，而鄰近的網(wǎng)格可能沒有粒子落入其內(nèi)，而只保持一個基準(zhǔn)高度，從而產(chǎn)生不連續(xù)的情況，為了避免這種情況的發(fā)生，為每個粒子設(shè)置了一個區(qū)域控制的權(quán)值，使得它們不僅能影響當(dāng)前網(wǎng)格，也對鄰近網(wǎng)格產(chǎn)生一定的效果，而最終產(chǎn)生一個平滑過渡的曲面。(3)波浪粒子的運動與迭代更新由于海嘯是不斷運動的，粒子也需要不斷迭代更新。具體實現(xiàn)過程將所有的粒子按照順序放入一個鏈表，每次粒子更新時系統(tǒng)都會檢測相鄰兩個粒子的間距，當(dāng)檢測到Pi，Pi+1的間距大于某一閾值時，則在兩個粒子之間再新加入兩個子粒子，新的粒子將繼承母粒子的所有屬性(影響范圍，生命等)，只是速度方向和初始位置稍作變化，我們這里取兩個母粒子夾角的三等份區(qū)域，分別放入兩個粒子，并將新的粒子寫入鏈表中，而等下一次更新的時候，子粒子又重新會變成母粒子，允許新的節(jié)點插入，如此往返，從而完成粒子的迭代過程。粒子間距的閾值大小直接與當(dāng)前粒子的影響范圍相關(guān)，通過測試證明間距大小取粒子影響范圍的1/3時效果較好。真實海嘯波浪在運動的時候，有產(chǎn)生和消亡的過程，最終波浪的所有能量會由于分子之間的摩擦，消失殆盡。具體地，為粒子引入了生命屬性，讓粒子在行進的過程中生命值也逐漸消亡，其對周圍網(wǎng)格產(chǎn)生的影響也會隨著粒子生命的衰減而減少。然后根據(jù)粒子所在的網(wǎng)格，計算粒子的疊加偏離高度，將因海嘯流通量變化而產(chǎn)生的偏離高度與海面高度場相加，計算得到該網(wǎng)格點處準(zhǔn)確的海浪高度。最后還可以采用0penGL圖形開發(fā)庫繪制地形、海水、海岸等環(huán)境，從而模擬真實感的動態(tài)海嘯視景。通過以上步驟，可以對各種不同情況下的海嘯場景進行快速逼真地模擬。表一列出了在本實施例中，本發(fā)明與Kowalick等人的工作在2.8GHzCPU和2.0G內(nèi)存的環(huán)境下，算法處理質(zhì)量及效率的對比。其中計算速度是指求解偏微分方程的速度，繪制速度是指顯示海嘯的速度?？梢钥吹剑谕瑯拥沫h(huán)境下，本發(fā)明有顯著改進。表一不同方法在2.8GHzCPU和2.0G內(nèi)存的環(huán)境下所需處理時間<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求一種基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)基于震源互動的海嘯區(qū)域網(wǎng)格生成(a)以海嘯實際發(fā)生的震源位置為中心，建立雙向自適應(yīng)的層次網(wǎng)格，該雙向自適應(yīng)的層次網(wǎng)格初始為大尺度的徑向圓形網(wǎng)格，從震源產(chǎn)生時沿扇形傳播，然后根據(jù)海嘯的傳播逐級漸遠地細(xì)分；(b)采用九鄰域的線性插值將粗網(wǎng)格細(xì)分為細(xì)網(wǎng)格，同時細(xì)網(wǎng)格采用雙線性插值對粗網(wǎng)格進行反饋，構(gòu)建上述層次網(wǎng)格的基于線性插值的交互影響規(guī)則；(c)建立多層次網(wǎng)格與球面坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，計算球面坐標(biāo)下的每個層次網(wǎng)格點的坐標(biāo)，將基于球面坐標(biāo)的海嘯波動方程映射到上述層次網(wǎng)格上；2)與海底地形互動的海嘯運動計算(a)對海嘯波動方程進行扇形與正方形網(wǎng)格相結(jié)合的有限差分離散先采用極坐標(biāo)系下的扇形差分網(wǎng)格離散，當(dāng)海嘯傳遞到離震源較遠的區(qū)域時，采用正方形網(wǎng)格離散；(b)依據(jù)海岸及島嶼設(shè)置剛壁邊界的初始法線和初始流通量，以及輻射邊界條件的零反射效應(yīng)；(c)依據(jù)地形陡緩程度調(diào)整地形系數(shù)，將其設(shè)置為海嘯波動方程的邊界條件，求解出每個離散網(wǎng)格點處海嘯流通量的變化，得到海嘯運動路徑和強度衰減值；3)粒子與網(wǎng)格結(jié)合的互動海嘯高度預(yù)測(a)根據(jù)基準(zhǔn)海平面的高度，采用基于海浪譜的初始波動方程，即某時刻任意網(wǎng)格點上海面高度場的連續(xù)函數(shù)，設(shè)置初始的海面水面高度場；(b)依據(jù)海嘯流通量變化，采用粒子量化海嘯對原始海面高度場的影響，應(yīng)用自適應(yīng)算法，在粒子之間行進到一定間距內(nèi)，在海面對應(yīng)的區(qū)域上動態(tài)增補新的粒子；(c)根據(jù)粒子所在的網(wǎng)格，計算粒子的疊加偏離高度，將因海嘯流通量而增加的高度與原始浪高相疊加，計算得到該網(wǎng)格點處準(zhǔn)確的海浪高度。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于多層次互動的海嘯運動預(yù)測方法，該方法包括以下步驟1)根據(jù)實際海嘯震源的位置生成層次式網(wǎng)格，建立網(wǎng)格與球面坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系及層次網(wǎng)格的交互影響機制；2)對海嘯運動方程進行扇形和正方形相結(jié)合地離散，根據(jù)實際條件設(shè)置初始條件和邊界條件，求解波動方程來計算海嘯運動流通量變化；3)根據(jù)海平面的高度設(shè)置初始海面高度場，建立海嘯運動時粒子網(wǎng)格互動機制和粒子的更新迭代規(guī)則，通過粒子與網(wǎng)格的互動來預(yù)測海嘯的高度。本發(fā)明可以快速、逼真地對海嘯傳播現(xiàn)象進行預(yù)測，解決了現(xiàn)有模擬方法只注重于數(shù)值仿真、仿真結(jié)果不直觀、計算效率過慢等問題，用于災(zāi)難預(yù)防、海嘯預(yù)警、虛擬仿真等領(lǐng)域，具有一定的實用價值。文檔編號G06F17/50GK101788683SQ200910247488公開日2010年7月28日申請日期2009年12月29日優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日發(fā)明者王長波申請人:華東師范大學(xué)