近年来频发的地震海啸灾害给人类带来了巨大的损失，深入研究海啸的物理机制和传播特征能帮助我们更好的防灾减灾。随着计算机技术的不断发展，越来越多的科研人员寻求利用数值模拟的方法来研究海啸。本文主要讨论了利用高性能计算技术开展多尺度的数值模拟，在海啸灾害发生之前对于可能发生的灾害进行预测评估，以及研究影响灾害大小的因素，从提高自身防灾能力的角度出发来减少海啸灾害。　　论文开展的地震海啸数值模拟研究主要包括以下几个部分:①2011年3月11日日本东北地震海啸造成了巨大破坏，也提供了大量数据，基于二维浅水波方程的传播模型，对此海啸进行数值模拟，通过计算结果和观测数据的对比进行模型的验证和改善，确认有限断层作为海啸激发源的模型可以有效地数值模拟海啸传播和浪高，用于灾害的预测;②介绍沿用传统的利用历史地震记录资料分析潜在海啸地震发生可能性的方法，考察中国东南沿海潜在的海啸灾害的结果。③由日本仙台地震海啸的启发，重新评估中国东南沿海发生9级地震的可能性，以及研究如果发生9级地震时可能造成的海啸危险性。④利用已有的海啸数值模拟程序来考察港口内波浪的灾害，以研究港口本身对波浪的共振效应作为出发点，通过数值模拟实验得到港口内的共振频率，从而为建设减少波浪灾害的措施提供参考。⑤进一步运用并行有限元方法数值模拟其他地学问题，例如双矿物岩石的热导率以及火星冰石混合物的流变性质。　　论文研究的主要结论包括:①对2011日本东北地震海啸的数值模拟验证了我们数值模拟研究的可靠性，利用不同地震破裂过程模型作为海啸激发源进行了比较，发现各种模型计算结果差别不大，因此最简单的平均位错模型所得到的模拟结果足以对海啸灾害预测做出初步的估计;②按照传统的方法依据Gutenberg-Richter关系估计大地震频率，中国东南沿海发生灾害性地震海啸的可能性不大，我们对发生在琉球海沟南部和北部、以及冲绳海槽的假设的Mw7.5级地震及其引起的海啸分别进行了数值模拟，结果显示，由于东海大陆架以及第一岛链的阻隔作用，该震级的地震海啸在中国东部沿海造成的威胁并不大;③然而，日本仙台地震启发我们对中国周边海域发生九级海啸地震可能性要重新审视，以对中国东南沿海海啸灾害危险性重新评估，结果表明:首先，利用几十年时间很有限的地震目录的G-R关系研究，不能排除马尼拉海沟或琉球海沟发生9级地震的可能性;其次，特大地震激发海啸的可能性，远远大于一般的大地震;最后数值模拟表明，若马尼拉海沟发生Mw9.0地震，激发的海啸最高将会达到5.9米浪高而威胁到广东、香港、澳门等地区;琉球海沟如果发生Mw9.0地震，最高6.5米浪高海啸将会给上海、浙江等地带来危害;另外，由于周围地形的特殊性，台湾对两个地区发生的海啸来说都是高危险地区。因此尽管这些地区发生Mw9.0地震的概率很低，但有备无患，不能忽视其万一发生的可能危害，应该做好充分的准备。④对于港口内海浪灾害的研究结果表明，通过数值模拟实验可以找出港口内的固有频率，合理改变港口建筑会在一定程度上减少共振，增强港口的安全性能。⑤此外，并行有限元数值模拟是研究多组分混合物物理性质的高效和可靠的方法，可以尝试把它运用到更广泛的地学问题的研究。　　本论文的主要研究内容组成了一个系统的框架，可以运用于全面考察潜在的海啸灾害，获得沿岸地区的灾害分布，以及提供可以减少共振发生的港口建筑方案，以提高港口的防灾能力的方式来降低海啸及波浪灾害。此外，本文中的方法具有很强的可移植性，可以在很多地区进行推广。