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El tsunami llega a la costa

Levanta un domo de mar de tres metros sobre aguas profundas y míralo dividirse y correr: la cresta cruza el océano profundo a sqrt(g h), cerca de doscientos metros por segundo, llega al mareógrafo justo cuando dice la fórmula cerrada, se frena y crece sobre la plataforma continental, y remonta la playa entre las casas de un pueblo de pescadores. Una playa más empinada se inunda menos tierra adentro; cierra la costa en una bahía y la onda se canaliza hasta el doble de remonte. El esquema mantiene en reposo un mar en reposo sobre cualquier fondo, nunca deja una profundidad negativa y contabiliza cada metro cúbico que cruza el contorno de mar abierto.

El tsunami llega a la costa — Imagen real de la aplicación
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Qué ocurre

Las ecuaciones no lineales de aguas someras en una franja de 60 km con 1200 celdas: 2000 m de océano, un talud hasta una plataforma de 100 m, una playa 1:50 hasta tierra de 20 m de altura, y la anchura que puede estrecharse cinco veces en una bahía. Las caras usan la reconstrucción hidrostática de Audusse con el flujo HLL, de modo que un lago en reposo sigue en reposo sobre cualquier fondo, tierra seca incluida, y las profundidades siguen positivas; la fricción de Manning es implícita; el paso sigue un número de Courant de 0,45. Un domo gaussiano de 3 m de alto y 5 km de ancho es el inicio dado - la ruptura que lo levantó no se calcula. El remonte es la altura de la línea de agua; el balance de volumen incluye lo que sale por el mar abierto.

Qué probar

Compara la llegada al mareógrafo profundo con el tiempo de onda larga de la fórmula; mira crecer la onda en la plataforma; inunda el pueblo; empina la playa; cierra la costa en una bahía.

El modelo y sus límites

Una dimensión horizontal, sin dispersión, sin modelo de rotura más allá del esquema de captura de choques, una fuente dada suave, casas que no afectan al flujo. Esta costa didáctica no es un mapa de peligrosidad.

Ecuaciones del módulo
Ecuaciones
∂(b·h)/∂t + ∂(b·h·u)/∂x = 0
∂(b·h·u)/∂t + ∂(b·(h·u² + g·h²/2))/∂x = g·h²/2·∂b/∂x − g·b·h·∂z/∂x − friction
h* = max(0, h + z − max(z_L, z_R)),  HLL flux
c = √(g·h),  A2/A1 = (h1/h2)^(1/4)·(b1/b2)^(1/2)  (Green)

Otros experimentos

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El viento construye dunas — Imagen real de la aplicación

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El viento construye dunas

Sopla viento sobre una franja de arena del desierto a la luz del atardecer. El esfuerzo sobre el lecho alcanza su máximo un poco a barlovento de cada cresta, el flujo de arena tarda una longitud de saturación en alcanzarlo, el aire se separa tras cada cresta y la cara de avalancha se desliza al ángulo de reposo - así una pequeña ondulación sobre un manto plano crece justo al ritmo de la teoría lineal, y dos dunas avanzan a sotavento a cerca de la velocidad de Bagnold q/H, barriendo el manto entre ellas hasta la roca. Calma el viento bajo el umbral y nada se mueve; moja la arena para subirlo; invierte el viento parte del año y las dunas dejan de avanzar; pon un muro de piedra al viento. La franja periódica conserva cada grano.

Circulación atmosférica global — Imagen real de la aplicación

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Circulación atmosférica global

Pon en marcha la atmósfera de un planeta desde el reposo y observa cómo las células de Hadley crecen desde los trópicos hasta que la fórmula cerrada de Held y Hou dice que deben detenerse: el aire que asciende en el ecuador conserva su momento angular en su camino hacia el polo, de modo que el viento en altura se convierte en Ω·a·sin²φ/cos φ, una corriente en chorro subtropical, y la célula solo llega hasta donde permite la construcción de áreas iguales: 26,5° para la Tierra, no los 28,8° de la fórmula de ángulos pequeños. Debajo, los alisios se convierten en vientos del oeste donde lo dice el balance de momento angular, y sus pares se anulan. Frena el planeta y las células se ensanchan hacia los polos; páralo y una sola célula llena cada hemisferio sin ningún viento zonal. Desplaza el calentamiento seis grados al norte y el ascenso salta a 21°, con la célula de invierno cien veces más fuerte que la de verano, como encontraron Lindzen y Hou; deja correr las estaciones y la ZCIT oscila 18° a cada lado, con dos meses de retraso.