2025年6月，一枚代号GBU-57、重达13.6吨的钻地弹首次实战亮相，瞬间将一栋20层高楼夷为废墟。这枚被称为“掩体终结者”的钻地弹内部装填2.4吨高爆炸药，爆炸当量相当于110吨TNT，可穿透60米深的钢筋混凝土（对应C35标号钢筋混凝土，配筋率2.5%）或40米深的山岩（对应中等强度花岗岩）。
一、钻地弹：现代战争的“穿甲箭”
钻地弹，顾名思义，专为摧毁深埋地下坚固目标（如指挥中心、核设施）而生，能够穿透地面或建筑物后再引爆。其爆炸当量虽仅为战术核弹（如B61核弹）的千分之一，但其精准打击、避免核污染和政治代价的特性，使其成为“仅次于核武器”的战略威慑力量。
面对如此毁灭性力量，现代防护工程如何应对？一场看不见硝烟的“数字战争”正在计算机中激烈上演——数值仿真技术已成为破解钻地弹毁伤机制与提升防护能力的关键武器，成为决定地下战场胜负的“第三战场”。
二、数值仿真：在计算机里“引爆”钻地弹
钻地弹的高效毁伤效能研究面临巨大的实体实验挑战：靶体建造费用耗资巨大、单次测试成本动辄百万美元、环境限制多、结果难以重复。数值仿真技术完美解决了“高效毁伤需求”与“试验经济性约束”这一核心矛盾，实现从“试验驱动”到“计算优先”的范式转变，成为研究钻地弹毁伤与防护的“数字分身”。
1. 钻地弹打击山体
参照GBU-57公开的弹体参数及测试（下图左）条件，采用伏图-物质点法引擎（Simdroid-MPM）构建侵彻模型（下图右）。
钻地弹侵彻过程对比：
弹坑对比：
侵彻后爆炸过程：
侵彻与爆炸仿真结果：
2. 钻地弹的深侵彻能力
参照目前公布的GBU-57参数及花岗岩山区地质条件，采用Simdroid-MPM构建深侵彻模型。
三、攻防博弈——毁伤效能与防护策略
“善守者，藏于九地之下”。面对日益强大的钻地武器，防护技术也从层叠式防护体系（泡沫铝+钢筋混凝土+阻尼层的能量耗散机制）到智能防护（自修复混凝土的微胶囊破裂技术）不断进化。数值仿真可为材料革新与结构创新等多维度研究提供有力的数据支撑。
举个例子——对于普通防御工事中常见的混凝土层，如何增强其对抗钻地弹的防御效果呢？基于数值仿真，我们可以设计一种遮弹层方案——在结构表面设置高强度半球体，通过诱使弹体偏转、跳弹甚至破坏，达到防护目的。
想要定量评估其效果，我们还是用Simdroid-MPM进行模拟。下图展示了无遮弹层、陶瓷遮弹层和混凝土遮弹层三种工况下弹体的动能变化曲线。
从仿真结果可以看出：混凝土遮弹层也能够使弹体偏转，但偏转角比陶瓷材质的要小得多；陶瓷遮弹层可以显著增大弹体在侵彻过程中的阻力。通过混凝土层增加遮弹层，能够有效改变弹体方位、降低弹体速度，具有良好的防护性能。
Simdroid-MPM还可以针对复杂山体结构创建离散模型，用于侵彻-爆炸接续过程的高精度仿真。
Simdroid-MPM提供多样的材料本构模型，用于金属、陶瓷、混凝土、泡沫铝、复合材料等防护结构毁伤和防护技术的研究。
Simdroid-MPM还具备高效高精度的算法库，用于各类高强合金钢、混凝土、岩石、土壤等不同材料的动力学承载特性，对于侵彻、爆炸这类极端变形问题，可有力协助工程师开展精确、高效、可靠的工程实践。此外，Simdroid-MPM还具备以下特性：
- 交错网格高精度格式物质点法；
- 耦合物质点-有限元法；
- 多级背景网格物质点法；
- 采用杂交物质点有限元法模拟钢筋混凝土结构侵彻；
- 自定义起爆时间、位置和类型（点/线/面起爆、延时起爆）；
- 批量生成多种不同输入条件的大模型数据集，用于AI训练与智能化设计。
四、结束语：科技与人性的平衡艺术
矛与盾，攻与防。
钻地弹与防护工程的对抗，是现代军事科技在极端力学领域的前沿较量。从GBU-57的惊人威力到超硬遮弹层的坚强防御，从夏延山地下堡垒到“上帝之杖”的太空威胁，在这场矛与盾的永恒竞赛中，数值仿真技术不仅正在重塑攻防格局，也为人类提供了一份宝贵的科技资本——在真实悲剧发生之前，于数字世界中探寻攻防的平衡点。在追求技术进步的同时，始终将人类的安全与福祉置于核心。
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