גל הדף – הבדלי גרסאות

'''גל הדף''' הוא מונח ב[[מכניקת נוזלים]] שמתאר את הלחץ והזרימה הנוצרים כתוצאה מפליטת אנרגיה רבה מנפח מרוכז וקטן יחסית. הגלים או הזרימה הנפלטת מאופיינים במידה רבה כ[[רתע]], ולכן מחושבים בקירוב כמו [[גל הלם]] של החומר הנתון.

 

במהלך [[מלחמת העולם ה-II]] הגו ה[[פיזיקאי]]ם [[ג'ון פון ניומן]]<ref>Neumann, John von, "The point source solution," ''John von Neumann. Collected Works,'' edited by A. J. Taub, Vol. 6 [Elmsford, N.Y.: Permagon Press, 1963], pages 219 - 237.</ref> ו'''ג'פרי אינגראם טיילור'''<ref>Taylor, Sir Geoffrey Ingram, "The formation of a blast wave by a very intense explosion. I. Theoretical discussion," ''Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences'', Vol. 201, No. 1065, pages 159 - 174 (22 March 1950).</ref> פתרון מתמטי להתפשטות הדף פיצוץ, שזכה לשם "'''פתרון הזהות'''". לאחר המלחמה פורסם מאמר הדן בתצורות זרימה על ידי שלושה מדענים; [[w:en:l.i.sedov|ל.י.סדוב]]<ref>Sedov, L. I., "Propagation of strong shock waves," ''Journal of Applied Mathematics and Mechanics'', Vol. 10, pages 241 - 250 (1946).</ref>, ר.לאטר<ref>Latter, R., "Similarity solution for a spherical shock wave," ''Journal of Applied Physics'', Vol. 26, pages 954 - 960 (1955).</ref> וג'ים לוקווד-טיילור<ref name="Batchelor">Batchelor, George, ''The Life and Legacy of G. I. Taylor'', [Cambridge, England: Cambridge University Press, 1996], pages 202 - 207.</ref><ref>Lockwood-Taylor, J., "An exact solution of the spherical blast wave problem," ''Philosophical Magazine'', Vol. 46, pages 317 - 320 (1955).</ref>.

 

[[תמונה:TNT detonation on Kahoolawe Island during Operation Sailoir Hat, sjot Bravo, 1965.jpg|שמאל|ממוזער|350px|ניסוי של הצבא האמריקני בהוואי בפיצוץ 500 טון [[TNT]]. ממוקד הפיצוץ נשלחים גלים על פני הקרקע והמים ([[גלים סייסמיים]]), והענן הלבן באוויר הוא '''גל הדף'''.]]

כחלק ממחקר שהתנהל בפרויקט [[פצצת אטום|פצצת האטום]] הבריטי ({{אנ|MAUD Committee|MAUD Committee}}), הצליח טיילור להעריך בקירוב טוב את כמות האנרגיה שעשויה להשתחרר לאוויר מפיצוץ אטומי. הוא הניח כי עבור נקודה נתונה של מקור אנרגיה, ההתפלגות המרחבית של משתני הזרימה יהיו זהים זה לזה בכל רגע נתון בכל פרק זמן במהלך הפיצוץ, ונבדלים רק בקנה מידה. ומכאן ניתן השם "פתרון הזהות". השערה זו אפשרה מעבר מ[[משוואה דיפרנציאלית חלקית]] שהייתה נהוגה עד אז, ל[[משוואה דיפרנציאלית]] רגילה <math>\frac{r^{5}\rho_{o}}{t^{2}E}</math>, כאשר; {{ש}}{{*}} '''''r''''' - רדיוס הפיצוץ {{*}} '''''<math>\rho_{o}</math>''''' - מקדם [[צפיפות]] האוויר {{*}} '''''t''''' - משך הזמן {{*}} '''''<math>E</math>''''' - סך האנרגיה הנפלטת בפיצוץ.<ref>Discussion of similarity solutions, including G. I. Taylor's:

כאשר {{*}} '''''<math>C</math>''''' - הוא קבוע חסר ממדים המורכב מהיחס בין טמפ' האוויר בלחץ קבוע לבין טמפ' האוויר בנפח קבוע. {{ש}} ב-1950, טיילור פרסם שני מאמרים בהם חשף את "''אומדן E''" שלהערכתו אירע בניסוי האטומי <ref>Taylor, Sir Geoffrey Ingram, "The formation of a blast wave by a very intense explosion. II. The atomic explosion of 1945," ''Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences'', Vol. 201, No. 1065, pages 175 - 186 (22 March 1950).</ref> ובכך עורר הדים בקרב הקהילה המדעית.

 

[[תמונה:Supernova Remnant SN 1006.jpg|שמאל|ממוזער|250px|שרידי סופרנובה שהתרחשה במרחק של 7,000 [[שנת אור|שנות אור]] מכדור הארץ. מומחים מ-NASA שביצעו מספר שכבות סריקה לתמונה, טוענים כי המעטפת נוצרה מגל הלם שהביא להאצה של חלקיקים טעונים.]]

הצעת "סדוב-טיילור" למודלים של פיצוץ אומצה עד מהרה בענף ה[[אסטרופיזיקה]] לשם חישובים כמותיים של תוצרי [[סופרנובה|סופרנובות]], שזהים במידה רבה לפיצוצי האטום. הנוסחה, שידועה גם כמופע של '''גל הדף''', הינה תיאור של [[תהליך אדיאבטי]] במחזורי חייו

{{ש}}{{ש}}

 

* [[גל הלם]]

* [[התאוריה הקינטית של הגזים]]

* [[רתע]]

 

{{הערות שוליים}}