Trong môi trường tự nhiên với hầu hết mọi người các vụ nổ là may mắn xuất hiện hiếm hoi, song chúng xuất hiện ở khắp nơi trong môi trường nhân tạo, do con người tạo ra. Phim và các tình tiết của kịch bản truyền hình, trò chơi video,… cũng không ngoại lệ. Môi trường phát triển cho mô phỏng huấn luyện thường xuyên tập trung vào các tình huống bạo lực hoặc nguy hiểm, vì vậy nó cũng thường bao gồm một số hình thức của hiện tượng nổ. Sử dụng phương pháp Particle based tạo hiệu ứng động cho các vụ nổ thực tế như thể hiện trong hình 2.11 rất hiệu quả.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
Hình 2.11: Vụ nổ bên cạnh bức tường
Định nghĩa chính xác về một vụ nổ khác nhau tùy thuộc vào hoàn cảnh, một vụ nổ nói chung bao gồm một bản phóng thích đột ngột của năng lượng tạo ra một áp lực phía trước hướng ra bên ngoài lan truyền, hoặc sóng xung kích. Vụ nổ có thể phát sinh từ cơ học, hóa chất, hạt nhân, hoặc các sự kiện khác. Sóng xung kích là hiệu ứng chính của một vụ nổ, nhưng nó di chuyển ở tốc độ siêu âm và chỉ biểu hiện rõ ràng là một sự khúc xạ của ánh sáng. Ngoại trừ trường hợp đặc biệt, vụ nổ mạnh mẽ, hiệu ứng khúc xạ gần như hoàn toàn vô hình. Tác dụng phụ có thể bao gồm nhấp nháy sáng của ánh sáng, lửa, bụi và các mảnh vụn bay. Đáng chú ý những tác dụng phụ có thể được hiện ra khá rõ ràng.
Theo thiết kế, các vụ nổ thực tế sử dụng cho hiệu ứng hình ảnh thường hạn chế tối đa sức mạnh của vụ nổ, tối đa hóa sự xuất hiện của tác dụng phụ. Đặc biệt, quả cầu lửa có ấn tượng lớn ngay cả khi sản xuất ngọn lửa số lượng tối thiểu. Một lý do cho độ lệch từ thực tế này là sóng nổ mạnh rất khó để nhìn thấy nhưng cực kỳ nguy hiểm, lực làm chấn động của một vụ nổ mạnh và mảnh vỡ tốc độ cao có thể gây tử vong ngay khi ở một khoảng cách hợp lý. Ngược lại, quả cầu lửa lớn trông rất ấn tượng và phần nào an toàn hơn để làm việc với nó.
Cả hai vụ nổ hạt lơ lửng và các vụ nổ lỏng / hơi có thể tạo ra quả cầu lửa lớn. Một hạt lơ lửng, bụi, vụ nổ xảy ra khi một hạt rất dễ cháy như thuốc súng, than, mùn cưa, hoặc bột, được phân tán qua một khối không
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
khí và sau đó đốt cháy. Cơ chế phát tán bụi có thể bao gồm rung động hay một vụ nổ ban đầu nhỏ hơn. Vụ nổ lỏng / hơi xảy ra tương tự một hạt dễ cháy, hơi của nó được phân tán và sau đó đốt cháy. Một ví dụ nổi tiếng của một kịch bản phát tán chất lỏng/hơi, được biết đến như một BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion), xảy ra khi một thùng kín chất lỏng dễ cháy được làm nóng. Sức nóng làm bay hơi chất lỏng trong container, tạo áp lực cho đến khi bị vỡ thùng chứa, xịt một hỗn hợp chất lỏng dễ cháy và hơi ra môi trường xung quanh nơi nó có thể được đốt cháy bằng bất cứ nguồn đã được làm nóng các thùng chứa.
Sự xuất hiện ngẫu nhiên của hạt lơ lửng và các vụ nổ lỏng / hơi có thể phá hủy và chết người, người làm trong lĩnh vực hỏa công có thể sử dụng chúng để tạo sự xuất hiện với hiệu quả mong muốn. Tuy nhiên, ngay cả người trong nghề với bàn tay khéo léo, vẫn còn tốn kém và nguy hiểm tiềm tàng.
Phương pháp mô phỏng Particle mô tả một thiết kế để thực tế mô hình hành vi của các vụ nổ hạt lơ lửng. Mặc dù phương pháp này chủ yếu dành cho các tình huống liên quan đến các hạt bụi, song nó hoạt động khá tốt linh hoạt đối với một số kịch bản liên quan đến xịt chất lỏng cháy.
Phương pháp này sử dụng một chất lỏng mô phỏng động lực tương đối ổn định để tính toán chuyển động của không khí và khí nóng xung quanh vụ nổ. Hạt thấm vào trong chất lỏng theo dõi chuyển động của nhiên liệu đốt và các sản phẩm hạt bổ sung bằng chất lỏng. Các mô hình hệ thống đốt sử dụng quá trình đơn giản nhưng hiệu quả chi phối bởi các hạt và hệ thống chất lỏng.
Không giống như phương pháp Physically-based tiếp cận các vụ nổ sinh động, phương pháp Particle-based không mô hình sóng xung kích số lượng phiền hà cũng như hiện tượng áp lực thoáng qua khác được tạo ra bởi vụ nổ. Thay vào đó nó sử dụng một mô hình chất lỏng không nén được nhanh gọn và điều chỉnh phân tán vào hoạch toán cho các thế hệ mở rộng sản phẩm cháy khí. Thực hiện MATLAB kết quả đòi hỏi không quá một vài giây tính toán cho mỗi khung hình trên một máy trạm để mô phỏng chuyển động.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/