海啸是具有强大破坏力的海洋灾害之一。海啸的成因是海底地震、滑坡等剧烈的海底运动,底面扰动激发的表面波动向四周传播,到达近岸时由于水深变浅,波高增加,蕴含巨大能量的海啸波对陆地产生强烈的破坏。基于可靠的数学模型,采用数值模拟的方法研究海啸在生成、传播与爬高每个阶段的水动力学特性,可以为海岸带防灾减灾研究提供科学依据。以海啸源作为初始条件,给出海啸到达海岸地区的时间和大爬高等,是建立海啸预警系统,减少人员和财产损失的基本依据。 本文基于完全非线性高阶色散性的Boussinesq方程,建立了模拟海啸生成、传播以及爬高的数值模型。对于海啸生成的模拟,现有的数值模型和海啸模拟软件直接将海底运动的终变形作为海面的初始波形,这种方法可以为海啸模拟提供简单的初始波动场,但忽略了水体对底面运动的响应以及底面运动过程对波面的影响。