Техника - молодёжи 2011-06, страница 25
Время искать и удивляться Коллапс, удар и пламя ж ЖИЗНЕУТВЕРЖДАЮЩИМ ВЗРЫВ Все мы — продукты взрыва сверхновых. А если б звёзды не взрывались? Тогда синтезируемые химические элементы так бы и накапливались в их ядрах, а космическое пространство было бы заполнено исключительно водородом с мизерными примесями гелия. Взрываясь, светила «осеменяют» новыми химическими элементами окружающее пространство. С тем, чтобы ко времени следующей звезды на «стройплощадке» все материалы, необходимые для постройки планет и засева разумной жизни, уже присутствовали. Но как происходит этот жизнеутверждающий взрыв? Рядом с нами сверхновых нет, а те, что коллапсируют в пределах телескопной видимости, разглядеть весьма сложно: яркое излучение вспышки заслоняет картинку того, что происходит в её центре. Астрофизик Томас Джанка из института Макса Планка перенёс взрыв из бесконечных просторов вселенной в «мозг» компьютера. Созданная им компьютерная модель показала, как оболочка умирающей звезды отрывается от её стремительно сжимающегося ядра для того, чтобы потом мощным космическим ураганом разлететься далеко за пределы собственной системы. На картинке — звезда ровно через одну секунду после начала коллапса. «Мы заложили в модель все, что мы знаем и понимаем о физике этого процесса, — рассказывает учёный. — На основе этого мы воссоздаём взрыв и следим за его развитием до той точки, в которой мы можем сравнить его с известными нам по реальным наблюдениям картинами». В модели Джанка заложено всё, от законов смешивания газов до мощного нейтринного излучения, непосредственно предшествующего взрыву. «Мы считаем, что излучение нейтрино играет во взрыве сверхновой важнейшую роль», — комментирует результаты моделирования Томас. rv. БАЗАЛЬТОВАЯ ЛОЖКА ВНЕСЧАНОМЖЕЛЕ Важными и перспективными считаются исследования в области прогнозирования землетрясений и расчёта их возможных по-- следствий. Хорошая компьютерная имитация в этой области способна принести ощутимый эффект. С её помощью можно свести ущерб от стихийного бедствия к минимуму, спасти людей, подсказать, какие технологии строительства следует применять в данной местности. Картинка вверху — результат работы компьютерной модели, созданной инженером Якобом Биелаком из Университета Карнеги — Меллон (Питтсбург, Пенсильвания, США). Моделирование, по замыслу автора, должно как раз помочь архитекторам строить дома в любой местности так, чтобы они выдерживали возможные удары самой различной силы. В данном случае в машине Питтсбургского суперкомпьютерного центра заложены следующие исходные параметры: магнитуда землетрясения — 4,4 балла, эпицентр находится на глубине 4 километра в долине на севере Греции. Цветами отмечены подвижки земли через 6 с после удара. Красные и синие цвета соответствуют значительным сдвигам, жёлтый и зелёный — умеренным и слабым. В этой модели видно, что наибольшие смещения происходят на участках с мягкой почвой и песчаниках, а наименьшие — в горных и скалистых районах. «Это всё равно, как положить ложечку в желе, — комментирует результат моделирования Бие-лак. — Чем оно мягче, тем сильнее будет колыхаться. Если же желе будет из камня, никакая ложка ему не будет страшна». Разработанная инженером модель оказалась настолько точной, что ею заинтересовались разработчики международной программы ITER - экспериментально го реактора термоядерного синтеза. Они попросили Биелака провести моделирование последствий землетрясения в районе предполагаемого строительства реактора на юге Франции. РАДИКАЛЬНЫЙ КРАСНЫЙ Жаклин Чен и Чун Санг Йо из Национальной Лаборатории Сандиа в Ли-верморе (Калифорния, США) использовали суперкомпьютер для того, чтобы визуально смоделировать процесс горения топлива. На картинке струя холодного этилена, того самого, что добавляется в процессе этилирования в автомобильный бензин, попадает в горячий воздух, в котором и происходит возгорание. Регулируя мощность потока струи, исследователи наблюдают за тем, как меняется скорость и эффективность горения. Основная цель, которую поставили перед собой Чен и Йо, — определить оптимальные условия, при которых КПД процесса будет максимальным. Тут важно не переусердствовать. Как со свечкой, когда лёгкое дуновение способно усилить её горение, но если подуть сильнее — пламя погаснет. Синими и зелёными цветами на картинке отмечены формальдегиды — побочные продукты горения этилена. Красный же цвет — это гид-роксильные радикалы, собственно и составляющие «тело» пламени. С помощью данной модели можно увидеть, как «горит» не только этилен, но и такие перспективные виды биотоплива, как этанол и биобутанол, процент использования которых постоянно и закономерно растёт. EQ Константин ВОРОБЬЕВ |
