Implementación de una malla triangular no estructurada para Puerto Rico y zonas adyacentes y aplicación del modelo SELFE (Semi implicit finite element Eulerian-Lagragian) para simular el tsunami de 1918 en Puerto Rico y otros escenarios locales

Abstract

According to geological and historical records, the coast of Puerto Rico was hit by victim of tsunamis in the past, which caused great devastation. One of the most recent, and we have a historical measurements occurred in October 11, 1918. In this work we have simulated the tsunami of 1918 using the hydrodynamic model SELFE (Semi-Implicit Eulerian-Lagrangian Finite-Element Model). This model based on finite elements requires an unstructured mesh that has been created for Puerto Rico and adjacent islands. In addition we have simulated six scenarios of active faults around Puerto Rico and results have been compared with those of the MOST model in the same scenarios. Among the most important results we have: • Simulations with models using unstructured meshes like SELFE allow easier simulation than models using structured meshes, due to the better ability of unstructured grids to adapt to the very irregular of steep bathymetry of topography around Puerto Rico. • The use of a finite element mesh coupled with the parallel version of SELFE allows for faster execution of the tsunami scenarios compared with MOST model • The results from the 1918 tsunami simulation obtained with SELFE are in agreement with the historical data reported by Reid and Taber.

De acuerdo a registros geológicos e históricos, las costas de Puerto Rico fueron en el pasado afectadas por tsunamis, los cuales causaron una gran devastación. Una de las últimas y de la que se tienen mediciones históricas es la que ocurrió el 11 de octubre de 1918.. En el presente trabajo se realizó la simulación del tsunami de 1918 usando el modelo hidrodinámico SELFE (Semi-Implicit Eulerian-Lagrangian Finite-Element Model). Este modelo basado en elementos finitos requiere el uso de una malla no estructurada, que hemos creado para Puerto Rico e islas adyacentes. Además se simularon 6 escenarios sobre fallas activas alrededor de Puerto Rico, los cuales fueron comparados con los resultados obtenidos con el modelo MOST en los mismos escenarios. Entre los resultados más importantes tenemos: • Simulaciones con modelos que usan mallas no estructuradas como SELFE permiten una simulación más fácil, debido a la mejor capacidad de las mallas no estructuradas de adaptarse a la difícil geografía de costas y a las pendientes abruptas del fondo oceánico, como las de Puerto Rico. • El uso de una sola malla para la simulación junto a una versión paralela de SELFE, hace que el proceso de simulación requiera mucho menos tiempo en preparación y ejecución que con simulaciones con otros modelos. • Los resultados de la simulación del tsunami de 1918 obtenidos con SELFE están de acuerdo a los datos históricos registrados por Reid y Taber.