Последствия взрыва предскажет компьютер

29.02.2012

Специалисты Министерства национальной безопасности США разработали уникальную компьютерную модель, которая позволяет предсказать последствия взрыва бомбы в плотной городской застройке.

Программа Urban Blast Tool (UBT) позволяет понять, что будет, если, например, в центре Манхеттена взорвется грузовик, начиненный взрывчаткой. Теперь специалисты в области безопасности могут точно определить последствия взрыва и повреждения, которые получат близлежащие здания и удаленные районы города. На практике это позволит правильно организовать эвакуацию людей из опасного района, построить препятствия для осколков и взрывной волны вблизи охраняемых зданий, а в будущем - спроектировать городскую застройку с точки зрения обеспечения максимальной безопасности граждан в случае теракта.

UBT использует точную трехмерную модель города - в настоящий момент смоделирован только Манхеттен, район Нью-Йорка, отличающийся плотной высотной застройкой. В перспективе будут сделаны модели некоторых районов Лос-Анджелеса, Чикаго, Вашингтона и Бостона. Программное обеспечение позволяет настраивать силу виртуального взрыва: от бомбы мощностью с ручную гранату до фургона с тоннами взрывчатки. Сложные алгоритмы рассчитывают движение ударной волны в запутанном лабиринте улиц, углов, перепадов высот и других особенностей городского ландшафта.

До сих пор подобные расчеты были чрезвычайно сложной задачей, поскольку ударная волна имеет свойство многократно отражаться и менять свою силу в зависимости от рельефа местности. После уничтожения башен Всемирного торгового центра многие ученые пытались смоделировать поведение ударной волны в конкретной городской застройке. Однако до сих пор надежной методики моделирования последствий взрыва не существовало. Суперкомпьютеры могут рассчитать давление ударной волны на основе вычислительной гидродинамики, но это зачастую занимает несколько недель. При этом эвакуировать людей из района, где была обнаружена бомба, требуется немедленно.

При разработке UBT ученые решили предварительно создать базу расчетов вычислительной гидродинамики, что позволило программе подставлять требуемые значения и производить моделирование взрыва за считанные минуты. В результате длительной кропотливой работы была создана компьютерная модель, которая учитывает прочность зданий, переносимость давления взрывной волны людьми, архитектуру квартала и множество других параметров. С помощью UBT можно, например, выяснить, что на расстоянии двух кварталов от места взрыва люди получат контузии, из окон вылетят стекла, а 9-этажное здание, расположенное в 100 м, обрушится.

<< Назад: Стоунхендж создает звуковые миражи 29.02.2012

>> Вперед: Орбиту Земли почистят спутники-дворники 28.02.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Портативный принтер для моментального изготовления печатных плат 15.11.2015 Современную жизнь невозможно представить без печатных плат, поскольку они составляют основу любого электронного изделия - их можно найти как в смартфонах, так и в биомедицинских устройствах. Для создания новых электронных приборов многим инженерам, изобретателям и студентам крайне важен быстрый и низкозатратный процесс создания печатных плат. Но обычно на практике все обстоит иначе. Зачастую чертежи печатных плат приходится отправлять на реализацию в специализированные компании, которые находятся заграницей. А в случае, если потребуется внести в плату даже малейшее изменение, этот долгий и затратный процесс нужно начинать сначала. 3D-печать, в свое время, кардинально изменила представление о скорости производства различных устройств и их составных элементов, и теперь длительный процесс создания печатных плат выбивается из общей картины современного прогресса. Более того, неизбежно высокие расходы на изготовление прототипов новых электронных приборов, могут только усугубить ситуацию с уже существующей нехваткой инженеров в России. Подобные финансовые вложения в производство печатных плат могут негативно сказываться на производительности предприятий, которые относятся к малому и среднему бизнесу, и в особенности на работе стартапов. Вместе с тем, долгий процесс создания плат неизбежно приводит к задержке выпуска на рынок новых технологий. Четыре недавних выпускника Университета Ватерлоо (the University of Waterloo) в Канаде поставили перед собой задачу найти решение этой проблемы. Пройдя долгий путь к своей цели, начинающие инженеры представили миру изобретение VolteraV-One. Устройство представляет собой принтер для печатных плат величиной с ноутбук, который за считанные минуты может преобразовать чертежи в конечный продукт. Больше никаких задержек и дополнительных расходов на отправку заказов заграницу. Это изобретение позволило команде юных инженеров получить почетное звание международного победителя конкурса James Dyson Award 2015. В Voltera V-One применяются те же принципы быстрого прототипирования, которые лежат в основе 3D-печати. Устройство использует для печати токопроводящие и изолирующие чернила, которые образуют двухслойную печатную плату. Кроме того, в устройстве используется диспенсер с паяльной пастой для нанесения на плату дополнительных компонентов, которые припаиваются к ней при помощи модуля нагрева мощностью 550 Вт. Алрой Алмеида (AlroyAlmeida), соучредитель Voltera, рассказывает о становлении компании: "Когда мы только открыли свою компанию, мы советовались со многими экспертами, которые считали нас чересчур амбициозными и доказывали, что просто невозможно разработать инструмент для быстрого и дешевого создания печатных плат. Мы решили принять этот вызов и доказать, что у нас это получится!" Детали для устройства сейчас изготавливаются в Китае, а разработчики проводят дополнительное тестирование в офисе и на сборочной линии в Канаде. Аддитивные технологии, которые предполагают формирование детали путем последовательного "наращивания" материала слой за слоем, открыли новые возможности в создании устройств даже для тех, кто раньше ими не обладал. Voltera V-One обладает потенциалом для проведения такой же революции в сфере электроники. Став международным победителем конкурса James Dyson Award, команда получит премию в размере 30 000 USD на дальнейшее совершенствование изобретения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025