Los estudios de ondas de choque permiten a los investigadores lograr la materia densa y cálida que se encuentra solo en las condiciones extremas alrededor de las estrellas y que se crea en el laboratorio para la investigación de fusión por confinamiento inercial. Las ondas de choque también tienen aplicaciones medicinales, industriales y militares. Explotar un cable eléctrico bajo el agua es una forma de generar una onda de choque y dar a los científicos una herramienta para verificar las ecuaciones utilizadas para predecir las ondas de choque.

Para este experimento utilizaron un generador de microsegundos de escala de tiempo que generaba pulsos de 80180 kA con un tiempo de subida de 1.2 μs. Se utilizaron imágenes de rayas de sombra para estudiar la expansión radial del alambre explosivo y la onda de choque generada. Los científicos descubrieron que la expansión del cable determina cómo decae una onda de choque y desarrolló un modelo simplificado para describir esta relación.  Esta es una imagen de la franja de sombra de las explosiones de alambre que se superponen con la potencia depositada. techexplorist.com

Investigadores del Instituto de Tecnología Technion Israel se propusieron comprender la relación, en su caso, entre la evolución de una onda de choque y la expansión del cable explosivo en un artículo reciente en la revista Physics of Plasmas, de AIP Publishing. Al tomar imágenes de rayas de sombras para ver la trayectoria de las ondas de choque, encontraron que la expansión del cable determina cómo decae una onda de choque y desarrollaron un modelo simplificado para describir esta relación.

Los investigadores observaron que mucho después de que se genera la onda de choque, el cable continúa expandiéndose, lo que lleva a una onda de choque significativamente más lenta de lo que los modelos anteriores predijeron. Además, a diferencia de los modelos anteriores, este nuevo modelo no asume movimiento auto-similar y liberación instantánea de energía.

El tema de la explosión de cables eléctricos bajo el agua (UEWE) ha estado bajo una intensa investigación teórica y experimental durante más de 50 años debido a muchas aplicaciones técnicas importantes. Básicamente, es una forma de estudiar las ondas de choque, las perturbaciones de propagación que se mueven más rápido que la velocidad del sonido. sciseek.com

«Sorprendentemente, y esta es la parte emocionante, los resultados de este modelo simplificado encajan de manera excelente con los resultados obtenidos experimentalmente», dijo Alexander Rososhek, autor del artículo. El experimento mostró que el cable explosivo que genera la onda de choque se expande con la velocidad subsónica.

«Este hallazgo, junto con las simulaciones hidrodinámicas unidimensionales, nos permitió comprender en profundidad el proceso transitorio que rige la generación de ondas de choque», dijo Rososhek, «y avanza nuestro conocimiento de la generación de ondas de choque en su conjunto».

Más específicamente, estos resultados se aplican a diferentes configuraciones experimentales para estudiar las ondas de choque. Por ejemplo, los resultados de esta investigación se pueden usar en experimentos donde la intensidad del choque se amplifica por un flujo de agua que adquiere energía adicional mediante la combustión de los cables explotados.


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