Walidacja — kompresja implozji (Hugoniot)
comp>1; V/V₀<1; comp↑z P; m_crit=f²=(V/V₀)²; Us>Up; E_H>0; m_crit↓z P.
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | compression > 1 dla P=50 GPa (implosion typowe ciśnienie): materiał skompresowany Hugoniot: ρ = ρ₀×Us/(Us-Up) > ρ₀; kompresja > 1 dla każdego P > 0 — warunek fizyczny. |
compression = 1.2555 | > 1 |
| ✓ | vv0 < 1 dla P=50 GPa (objętość skompresowanego HEU < objętość naturalna) V/V₀ = (Us-Up)/Us < 1 dla Up > 0; kompresja oznacza zmniejszenie objętości właściwej. |
V/V₀ = 0.79648 | < 1 |
| ✓ | compression rośnie z P: P=50 < P=200 < P=500 GPa Wyższe ciśnienie → wyższe Up → wyższe ρ; kompresja ∝ P (przybliżenie liniowe) → lepsza implozja. |
1,256 < 1,558 < 1,809 | rosnąca kolejność |
| ✓ | mcrit_factor = (V/V₀)² = vv0² (masa krytyczna ∝ ρ⁻²) M_crit ∝ ρ⁻² (teoria dyfuzji + przekroje termiczne): kompresja 2× → M_crit = 25% M₀ (Fat Man). |
0,6344 | 0,6344 |
| ✓ | mcrit_factor < 1: skompresowany materiał potrzebuje mniej masy do krytyczności Implozja: kompresja 2× → M_crit = 1/4 × M_bare; Fat Man: 6.2 kg Pu (kompresja ≈ 2.5×). |
mcrit_factor = 0.63438 = 63.4% M₀ | < 1 |
| ✓ | mcrit_factor maleje z P: P=50 > P=200 > P=500 GPa dla Pu-239 Wyższe P → wyższe ρ → m_crit ∝ ρ⁻² → niższa; Fat Man ~400-500 GPa za soczewkami wybuchowymi. |
0,362 < 0,456 < 0,653 | rosnąca kolejność |
| ✓ | mcrit_reduc_pct = (1 - mcrit_factor) × 100% (redukcja masy krytycznej) Procent redukcji M_crit wzgl. masy gołej; dla kompresji 2.5×: redukujemy o ~84%. |
36,5625% | 36,5625% |
| ✓ | MATERIALS zawiera heu i pu239 (podstawowe materiały implozji) HEU i Pu-239 to podstawowe materiały rozszczepialnych głowic; dane Hugoniota LASL 1980. |
heu, pu239 dostępne | heu, pu239 |
| ✓ | us_km_s > up_km_s (prędkość fali > prędkość cząstki — Hugoniot) Warunek Hugoniota: fala uderzeniowa zawsze szybsza niż cząstki materiału za nią. |
Us=3.624 > Up=0.737 km/s | Us > Up |
| ✓ | e_kJ_g > 0: energia wewnętrzna wzrasta przy kompresji (wzrost ciepła) E_H = ½×P×(V₀−V)/ρ₀ > 0 dla V < V₀; energia ciepła wzrasta przy kompresji Hugoniota. |
E_H = 0.2719 kJ/g | > 0 |
Weryfikacja implementacji formuł Rankine-Hugoniot. Dane HEU: LASL Shock Hugoniot Data (Marsh 1980, s. 148–151). Dane Pu-239 utajnione — benchmarki ograniczone do HEU.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Błąd | Ocena |
|---|---|---|---|---|
| Roundtrip Hugoniot HEU: P(Up=1 km/s) → fromPressure → Up Weryfikuje solver kwadratowy: P=ρ₀·(C₀+S·Up)·Up → fromPressure(P) musi odtworzyć Up. [Marsh 1980, s.148–151] |
Up_model = 1.00000000 km/s | Up_ref = 1.0000 km/s (LASL C₀=2.51, S=1.51; P_analytic=75.2142 GPa) | +0.00e+0% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Gęstość Rankine-Hugoniot: ρ = ρ₀·Us/(Us–Up) [Meyers 1994, eq.4.17] Zachowanie masy R-H. Model: ρ=ρ₀/V/V₀=ρ₀·Us/(Us-Up). Tożsamość z definicją — weryfikuje spójność implementacji. |
ρ_model = 23.490955 g/cm³ | ρ_RH = 23.490955 g/cm³ (HEU, P=50 GPa) | +0.00e+0% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Energia Hugoniota: E_H = ½·P·(1/ρ₀ – 1/ρ) [Meyers 1994, eq.4.32] Termodynamika Hugoniota. GPa·cm³/g = kJ/g; weryfikuje implementację energii uderzeniowej. |
E_H_model = 0.271944 kJ/g | E_H_ref = 0.271944 kJ/g (HEU, P=50 GPa) | +0.00e+0% | ✓ doskonały (≤5%) |
Sprawdzone: comp>1, V/V₀<1, comp↑z P, mcrit_factor=(vv0)², mcrit<1, mcrit↓z P, reduc=(1-f)×100, heu+pu239, Us>Up, E_H>0.
Dane źródłowe i granice precyzji
Kalkulatory broni i skutków wybuchu
Zakres wdrożenia dla tej grupy jest audytowy, nie operacyjny. Dopuszczalne zmiany to kontrola jednostek, jawne założenia, publiczne historyczne punkty odniesienia, ograniczanie liczby cyfr znaczących i sekcje „Audyt modelu”.
Nie są dodawane dane projektowe, parametry wykonawcze ani tryby zwiększające praktyczną użyteczność konstrukcyjną. Wyniki tej grupy należy traktować jako rząd wielkości albo porównanie scenariuszy; nadmiarowe cyfry znaczące nie oznaczają realnej dokładności modelu.
Audyt wdrożony: panele źródłowe i notatki modelowe mają wzmacniać opis założeń, jednostek, zakresu ważności i nieoperacyjnego charakteru narzędzi, zamiast rozwijać funkcje projektowe.