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

Популярные новости

Ученые обнаружили “вращение” воспоминаний

Специалисты выяснили, что бодрствующий мозг воспринимает полученные данные, а также вспоминает минувшее. За память отвечают сенсорные области, которые нужны для обрабатывания входящих сигналов. Это является...

Ученые используют синхротронное рентгеновское излучение для борьбы с COVID-19

Две команды, частично работающие в Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики, обнаружили кое-что, что в будущем может привести к появлению новых лекарств от COVID-19. Исследователи...

Nature: Ученые установили максимальную продолжительность человеческой жизни

Группе биологов удалось создать уникальный тест, с помощью которого можно определить комплексный показатель динамического состояния организма по анализу крови. По словам специалистов, данный показатель снижается...

Найдена первая окаменелость пернатого динозавра

Плотоядное животное размером с курицу является первым окаменелым пернатым динозавром, найденным в Южном полушарии. Как утверждает Джон Пикрэлл в своей статье, окаменелость мясоеда размером с...

Ученые доказали, что звуковые волны могут вызвать левитацию предметов

Сотрудники Колумбийского Университета уверены, что звуковые волны могут заставить двигаться предметы. Еще недавно предполагалось, что они могут контролировать только энергию. Команда исследователей из Нью-Йорка установила,...

Экосистемные инженеры помогают холодноводным рифам вернуться обратно

Когда мы думаем об океанических рифах, мы склонны по умолчанию представлять красочные кораллы, но 200 лет назад холодноводные рифы доминировали в прибрежных водах южной...

Американским математикам удалось решить задачу возрастом 90 лет

Сотрудники Университета Карнеги-Меллон нашли решение заключительной части гипотезы, сформулированной немецким математиком Эдуардом Отг-Генрих Келлером в 1930 году. Американским ученым удалось решить гипотезу покрытия семимерного пространства...

Одномерная модель корректирует характеристики имплозии в NIF

В экспериментах по термоядерному синтезу с инерционным удержанием (ICF) в Национальном центре зажигания (NIF) сферическая оболочка дейтериево-тритиевого топлива взрывается в попытке достичь условий, необходимых...

Быстроходные дроны подсчитывают колонии антарктических пингвинов в рекордные сроки

Подсчет пингвинов — сложная работа: на мысе Крозье в Антарктиде ученым требуется два полных дня, чтобы нанести на карту местоположение 300 000 гнездящихся пар...