Ученые изучают эффекты ядерного оружия для приповерхностных взрывов

схожие новости

Команда Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) внимательно изучила, как ядерные взрывы вблизи поверхности Земли усложняют их эффективность и мощность. Попытки сопоставить данные о событиях с малой высотой взрыва выявили необходимость улучшения теоретической обработки сильных взрывных волн, отражающихся от твердых поверхностей.

Это привело к расширению фундаментальной теории сильных толчков в атмосфере, которую впервые разработал Г.И. Тейлор в 1940-х годах. Работа представляет собой улучшение базового понимания эффектов ядерного оружия при взрывах вблизи поверхностей. Результаты показывают, что ударная волна, создаваемая ядерным взрывом, продолжает следовать фундаментальному закону масштабирования при отражении от поверхности, что позволяет команде ученых более точно предсказать ущерб, который может нанести взрыв в различных ситуациях, в том числе в городских условиях.

В исследовании показано, что геометрическое подобие взрывной волны Тейлора сохраняется за пределами отражения от поверхности. При ударе о поверхность сферическая симметрия взрывной волны теряется, но цилиндрическая симметрия сохраняется. Сохранение осесимметрии, геометрического подобия и плоской симметрии при наличии зеркальной поверхности приводит к схлопыванию всех потоковых растворов при масштабировании по высоте выброса (HOB) и времени прихода ударной волны на поверхность. Масштабируемый объем взрыва для любой мощности, ТК и плотности окружающего воздуха следует единой универсальной траектории для всего масштабированного времени, как до, так и после отражения.

Команда использовала код Миранды и суперкомпьютер Ruby для сравнения теории с численным моделированием и подтвердила, что Миранда воспроизводит решение подобия Тейлора для сильной взрывной волны в идеальной атмосфере.

На этом графике показано безразмерное давление, полученное в двух различных моделях, одно на высоте выброса 10 метров, а другое на высоте выброса 1 километр

— Перед сбором данных и результатов мы провели исследования сходимости, корректируя сетку до тех пор, пока ответ не изменился, — сказал один из исследователей, — Затем мы выполнили серию симуляций со сведенным разрешением для различных ядерных мощностей, высоты взрыва и плотности окружающего воздуха. Мы обнаружили, что масштабированный объем взрыва в каждом случае попадает на одну и ту же безразмерную кривую. Моделирование охватило масштабы от нескольких миллиметров до нескольких километров. В самых масштабных симуляциях использовалось 3136 процессоров, которые длились неделю.

Группа по оценке стратегических последствий (SCA) использует код Миранды для моделирования ядерных взрывов в неидеальных условиях. Исследование было основано на данных, собранных десятилетиями в рамках «Проекта сканирования и повторного анализа пленки», организованного Отделом физики проектирования лаборатории в Управлении вооружений и комплексной интеграции LLNL.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь