Impakt Simulation

  • Hallo Zusammen


    für einen Vortrag habe ich anfang März 2012 einige Simulationen zum Thema "Asteroiden Impakt", mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommen. Die Sequenzen wurden mit 25000 Bildern pro Sekunde gefilmt, der Impaktor hat beim Einschlag eine Geschwindigkeit von ca. 1,3km/s. Der Einschlagwinkel ist ca. 45Grad.


    Ich war hin und weg, als ich gesehen habe wie genau meine Simulationen mit den gerechneten von den Sandia Labs und Los Alamos in den USA, und auch mit den Simulationen vom Naturkundemuseum in Berlin übereinstimmen.


    Von diesen Impakten gibt es auch 3D Videos, da der ganze Vorgang mit jeweils zwei Kameras aufgenommen wurde.
    Das nachfolgende Bild ist aus einer Sequenz entnommen, wobei jeweils die beiden entsprechenden Bilder aus beiden Kameras zu einem Pseudo 3D Bild (Wackelbild) animiert wurden.



    Ich hoffe, dass es hier mehr interessierte gibt. Würde mich freuen, eure Meinung zu hören.

  • Spannend! Ich habe noch nicht viele Darstellungen mit Hochgeschwindigkeitskameras gesehen, aber das WAS ich gesehen habe war zum Luftanhalten spannend. Gibt es denn von Deiner Arbeit eine längere Sequenz - mich würde das sehr interessieren, von so einem Einschlagsmodell mehr zu sehen.
    Schöne Grüße,
    W. Kammrath
    http://www.vides-eventum.de

  • Hallo zusammen,


    Schön, dass die Aufnahmen auch anderen gefallen.


    Es gibt mehr Material, das man zeigen kann. Das Problem sind nur die Datenmengen. Ich habe 2D und 3D Aufnahmen mit 2 Photron SA5 High Speed Kameras und 25000 Bildern pro Sek. gemacht. Und weiter, da ich sehen wollte, wie die Energieabgabe im Untergrund abläuft, Schockwellen usw. habe ich noch Aufnahmen mit 1 Million Bilder pro Sekunde mit einer Shimadzu Kamera gemacht. Das ist alles extrem interessant. Physik pur.
    Ich werde mir mal überlegen, wie ich die Filme zugänglich machen kann, und werde sie dann hier verlinken.
    In der zwischenzeit habe ich einige Bilder aus einer Sequenz herausgenommen und sie zu einem Bild verbastelt. Nach den Simulationen von z.B. den Los Alamos Labs. passt der Impakt sehr gut zum KT impakt im Golf von Mexico vor 65 Mio. Jahren. Die folgenden Bilder zeigen die ersten 50 Sekunden des Impakts.


  • Hallo Werner,
    wie hast Du denn da simuliert - Gewehrkugel in Sandstaub? Oder sind bei solchen Ereignissen die Materialparameter scchon wieder nebensächlich und der Impaktverlauf ist quais eine Invariante?
    DS, Holger

  • Hallo Holger,


    ganz so einfach ist es nicht, mit Gewehr und Sandstaub. Du bist aber nicht so sehr weit weg damit. Ich schieße mit einer kleinen "Kanone" einen 0,1 Gramm leichten Plastikasteroiden in einige kilo Vollkornmehl. Die Kombination aus beiden ist relativ wichtig, wenn du nicht beliebig viel Energie zur Verfügung hast. Die Schallgeschwindigkeit im beschossenen Medium muss deutlich niedriger sein als die Geschwindigkeit des einschlagenden "Asteroiden". Da ich mein Geschoss auf "nur" 1,5km/s beschleunigen kann, muss das Verhältnis stimmen. Bei wirklich großen Einschlägen dürfte die Mischung nicht wirklich relavant sein.

  • Hallo Werner,


    phantastische Bilder! Demnächst wollen wir versuchen mit den 1000 fps einer Digitalkamera mit einer Schülergruppe soetwas in vereinfachter Form auch hinzubekommen - da hast du die Meßlatte nun verdammt hoch gehängt [:O]


    Viele Grüße
    Caro

  • Caro,


    ich habe die Messlatte ja nicht für dich aufgehängt [;)]


    Ich habe mit Vorarbeiten wie Materialtests, vor allem lesen, den Aufnahmen, und letztendlich dem Vortrag bis zum jetzt sichtbaren Ergebnis fast ein ganzes Jahr gebraucht. Es war schon ein nicht zu unterschätzender Aufwand. Letztendlich ist es aber schon genial zu sehen, wie verrückt "Füsik" sein kann.


    Hartwig,
    dich habe ich nicht richtig verstanden. Soll ich DNA auf kleine Teilchen, oder DNA beschichtete kleine Teilchen verschießen? [:)]

  • Hallo zusammen,


    besten Dank für die schönen Kommentare, die mich doch sehr gefreut haben.


    Ich habe nochmal in die Videokiste gegriffen und einen Interessanten Clip herausgesucht. Hier ist ein Einschlag, mit 250000 Bildern pro sekunde aufgenommen, zu sehen. Das Video wurde aufgenommen, um die vom Einschlag ausgehende Schockwelle sichtbar zu machen. Die sieht man als dunklen Halbkreis nach unten weglaufen. Hinter der Schockwelle wird die Gelatine, auf die ich hier geschossen habe, trüb. Hier bilden sich durch die Wiederausdehnung nach der kompression durch die Schockwelle kleine Kavitationsblasen. Diese kollabieren bereits nach wenigen mikrosekunden wieder. Diese Kavitationsblasen entstehen durch die Umwandlung von "viel" kinetischer Energie beim Impakt in Wärme.



    Caro: lass doch mal hören, was du mit deinen Kids vor hast. Von einem solchen Projekt habe ich noch nie gehört, das ist Super.

  • Hallo Robin


    so etwas ist für eine reine Privatperson schon ein recht großer Brocken! Das habe ich als Firma gemacht. Da ich sowieso in ähnlichen Bereichen tätig bin, und mit der Kamera- und Steuerungstechnik arbeite, hat sich das angeboten. Interessiert hat es mich außerdem. Trotzdem ein Jahr Laufzeit...


    Hier


    <font color="yellow">http://www.kurzzeit.com/Impact002loQ.wmv</font id="yellow">


    findet ihr jetzt noch ein 2D Video, das den Impakt komplett zeigt. Mit den 3D Videos, das lasse ich jetzt erstmal, die sind alle über 130MB groß [B)]


    Vielleicht gibt sich da nochmal eine Möglichkeit.

  • Ach, du bist derjenige der hinter Kurzzeit steckt. Ich hab da mal vor Jahren nen Video bei Youtube gesehen, dass scheinbar auch von dir stammt:

    External Content www.youtube.com
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    Scheint ja nen interessanter Job zu sein ;)


    Erstmal Gratulation zu der hervorragenden Arbeit! Die kann sich echt sehen lassen.


    Da ich leider kein 3D-Equipment jeglicher Art außer meiner Augen habe, wollte ich mal fragen, ob es vllt möglich wäre, einige der Bilderpaare aus den verschiedenen Kameras bzw. Blickwinkeln einzeln hier einzustellen, so dass man sich die auch als Kreuzblickbild zusammenbasteln kann.


    Mit freundlichen Grüßen,
    Christoph

  • Hallo Christoph


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ach, du bist derjenige der hinter Kurzzeit steckt. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Volltreffer.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Scheint ja nen interessanter Job zu sein ;) <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Davon kannst du ausgehen [8D]
    Man könnte auch sagen: Ich sehe was, was du nicht siehst. [:)]


    Schau doch bitte anfang der kommenden Woche nochmal rein, ich versuche mal ein paar Crossview Bilder von den verschiedenen Videos zu erstellen.

  • Hallo Werner,


    die Bilder sind ja fantastisch.


    Frage als Sportschütze- mit was hast du die .38er Geschosse im freien Flug beschossen? In dem von Christoph verlinkten Video so bei 2min zu sehen.


    Gruß
    Stefan

  • Hallo Stefan, danke für die Blumen,


    die Geschosse, es sind übrigens .44er, habe ich mit meinen Mini Asteroiden beschossen. Die kommen aus der gleichen "Kanone" wie in der Simulation.

  • Hi Werner,


    gut- ob .38 oder .44 lässt sich ohne Größenvergleich schlecht erkennen- ich vermutete das anhand der Form. [:)]


    Auf jeden Fall waren noch einige recht nette Kaliber dabei- Ziele wohl Stahl- und durch was gingen die Dinger nicht durch? Panzerstahl oder besonders dicke Platten?


    Gruß
    Stefan

  • Hallo zusammen


    Für diejenigen unter uns ohne 3D Brille habe ich nochmal einen weiteren Impakt aus der Spielkiste gekramt und habe einige Einzelbilder zu Crossview 3D Bildern zusammengeklebt.


    Einige Daten zum Impakt selbst.
    Geschwindigkeit des "Asteroiden" beim Einschlag ist 1250m/s, der Einschlagwinkel beträgt 30 Grad


  • Hallo Nico, schön wenn es andere auch als gut ansehen!
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">gut- ob .38 oder .44 lässt sich ohne Größenvergleich schlecht erkennen- ich vermutete das anhand der Form.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Stefan, ich wollte das Kaliber lediglich nachreichen, ich hatte in dem Moment keinen Zeigefinger erhoben. [:)]


    Hier ist nochmal eine kurze GIF animation einer weiteren Impakt Simulation.


    Daten wie im Bild vorher.
    Geschwindigkeit des "Asteroiden" beim Einschlag ist 1250m/s, der Einschlagwinkel beträgt 30 Grad


    Auch bei dieser Animation ist wieder Schielen angesagt, es ist ein 3D Crossview (linkes Bild für rechtes Auge und rechtes Bild für linkes Auge) Viel Erfolg beim anschauen.

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