Механическое действие ядерного взрыва, Архипов В.Н., 2003

Механическое действие ядерного взрыва, Архипов В.Н., 2003.
 
    В книге предлагается систематическое описание физических и математических моделей процессов развития ядерного взрыва в воздухе и грунте и механического действия взрыва на воздушную среду и грунтовый массив. Рассмотрены процессы передачи энергии внешней среде, формирование и распространение тепловой и ударной волн, процессы испарения и плавления грунта, формирование и распространение сейсмовзрывной волны в грунтовом массиве, образование воронки и сопутствующие явления. Особое внимание уделено влиянию на перечисленные процессы границ раздела сред и различных неоднородностей грунтового массива: слоистости осадочных грунтов, трещин, разломов скальных пород и т.п.
Для научных сотрудников и инженеров, работающих в области механики сплошной среды, физики высоких плотностей энергии и математического моделирования действия взрывных и импульсных нагрузок, а также для аспирантов и студентов старших курсов указанных специальностей.




Воздушный взрыв.
Развитие ядерного взрыва начинается с момента выделения энергии в зарядном устройстве. Исторически принято энергию ядерного взрыва измерять в тоннах тротила, при взрыве которого выделяется такая же энергия, что и при ядерном взрыве. Считается, что ядерный взрыв энергией 1 Мт по количеству выделенной энергии эквивалентен взрыву тротила массой 106т. Характерной особенностью ядерного взрыва является его сверхвысокая по сравнению с химическим взрывом концентрация энергии и очень короткое время ее выделения — примерно 10-100 нс. Энерговыделение ядерного зарядного устройства может быть самым различным: от 10 Мт до 0,1 т. Здесь главным образом будут рассматриваться физические процессы, сопровождающие развитие взрыва мегатонного класса.

Первоначально примерно 90% выделившейся энергии расходуется на разогрев вещества зарядного устройства в зоне реакции. Температура вещества в этой зоне достигает примерно ста миллионов кельвинов, а давление — 1 ТПа [1]. Среда с такими параметрами представляет собой горячую сверхплотную плазму, основным носителем энергии в которой является электромагнитное (тепловое) излучение. Распределение квантов такого излучения простирается в рентгеновскую область за 10 кэВ, а в специальных случаях — и за 100 кэВ [2].

СОДЕРЖАНИЕ.
Предисловие.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА.
Глава 1. Основные физические процессы, определяющие механическое действие ядерного взрыва.
1.1. Воздушный взрыв.
1.2. Подземный взрыв.
1.3. Взрыв вблизи поверхности грунтового массива.
1.4. Взрыв у входа в протяженный канал.
Глава 2. Физические модели и методы математического моделирования.
2.1. Начальная стадия взрыва.
2.1.1. Постановка задачи.
2.1.2. Одномерная методика.
2.1.3. Двумерная методика расчета радиационно-газодинамических процессов.
2.2. Воздушная ударная волна.
2.2.1. Радиационно-газодинамическая методика с учетом турбулентного переноса.
2.2.2. Газодинамические методики.
2.3. Механическое действие взрыва на грунтовый массив.
2.3.1. Постановка задачи о расчете параметров сейсмовзрывных волн.
2.3.2. Лагранжева методика расчета параметров сейсмовзрывных волн.
2.3.3. Совместная эйлерово-лагранжева осесимметричная методика расчета упругопластических процессов.
2.4. Газодинамический поток в протяженном канапе при ядерном взрыве на входе.
2.4.1. Физическая модель взаимодействия высокоэнергетического потока со стенками канала.
2.4.2. Методика расчета газодинамических процессов в системе разветвляющихся каналов.
2.4.3. О допустимости моделирования процесса затекания воздушной ударной волны в открытый канал в двумерной постановке.
Глава 3. Константное обеспечение математических моделей.
3.1. Уравнение состояния вещества.
3.2. Коэффициенты поглощения фотонов высокотемпературной плазмой.
3.3. Модели деформирования грунтовых сред.
Глава 4. Сравнение расчетных и экспериментальных данных.
4.1. Камуфлетные тротиловый и ядерный взрывы.
4.2. Взрыв заряда ВВ на скальной породе.
4.3. Взрыв заряда ВВ на мягком грунте.
4.4. Ядерный взрыв в канале.
4.5. Ядерный взрыв на поверхности воды.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА РАЗЛИЧНЫЕ СРЕДЫ.
Глава 5. Воздушный взрыв.
5.1. Влияние высоты взрыва на формирование тепловой и ударной волн.
5.2. Параметры воздушной ударной волны.
Глава 6. Подземный взрыв.
6.1. Общие положения.
6.2. Радиационно-газодинамическая стадия взрыва.
6.2.1. Взрыв с плотным окружением заряда грунтом.
6.2.2. Взрыв в подземной воздушной полости.
6.3. Упругопластическая стадия взрыва.
6.3.1. Сейсмическое действие подземного ядерного взрыва.
6.3.2. Остаточные явления камуфлетного взрыва.
Глава 7. Взрыв вблизи поверхности грунта.
7.1. Основные источники механического действия взрыва на грунтовый массив.
7.2. Эффективность взрыва.
7.3. Особенности развития ядерного взрыва вблизи дна водоема.
Глава 8. Воздушная ударная волна вблизи поверхности земли.
8.1. Контактный взрыв.
8.2. Взрыв над поверхностью грунта.
8.3. Малозаглубленный взрыв.
Глава 9. Сейсмовзрывные волны в однородных, градиентных и слоистых средах.
9.1. Общая волновая картина.
9.2. Однородные и градиентные среды.
9.2.1. Однородный массив мягкого грунта.
9.2.2. Однородный массив скального или полускального грунта.
9.2.3. Градиентный грунтовый массив.
9.3. Двуслойные и многослойные среды.
9.3.1. Двухслойный грунтовый массив.
9.3.2. Многослойные осадочные грунтовые массивы.
Глава 10. Сейсмовзрывные волны в скальном массиве со структурными неоднородностями.
10.1. Закономерности взаимодействия сейсмовзрывных волн с разломом и зоной трещиноватости.
10.1.1. Влияние мощности разлома.
10.1.2. Влияние угла падения сейсмовзрывной волны на разлом.
10.1.3. Влияние физико-механических свойств скального массива и породы-заполнителя в разломе.
10.1.4. Взаимодействие плоской сейсмовзрывной волны с системой трещин в скальном массиве.
10.1.5. Влияние волнистости межблоковых границ.
10.2. Воздействие взрыва на скальный массив со структурными неоднородностями.
10.2.1. Особенности распространения сейсмовзрывных волн в скальном массиве с субвертикальным разломом.
10.2.2. Взрыв на скальном массиве с субгоризонтальными зонами трещиноватости.
10.2.3. Взаимодействие сейсмовзрывных волн с крупным структурным блоком в скальном массиве.
10.2.4. Взаимодействие сейсмовзрывных волн с тонкими трещинами
10.2.5. Особенности формирования зоны разрушения скального массива с геоструктурными нарушениями.
Глава 11. Воронка выброса и сопутствующие явления.
11.1. Воронка выброса и навал грунта.
11.2. Остаточное смещение грунта.
11.3. Масса испаренного и расплавленного грунта.
11.4. Модель выброса грунта из воронки.
Глава 12. Действие ядерного взрыва на протяженные каналы.
12.1. Физические особенности развития взрыва у входа в канал.
12.2. Затекание тепловой волны и формирование в канале сильной ударной волны.
12.3. Распространение ударной волны в канале при взрыве на входе.
12.4. Воздушная ударная волна в канале при взрыве в стороне от входа.
12.4.1. Затекание воздушной ударной волны в канал.
12.4.2. Взаимодействие волны с поворотом и разветвлением канала
Приложение. Наборы констант для моделей различных грунтов.
Список литературы.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Архипов :: ядерный взрыв