尘埃聚集体和液滴的凝聚与碎裂的代表性粒子方法
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
背景: 在多种天体物理环境中,包括原行星盘、行星及亚恒星大气和稠密分子云核,对固体粒子(尘埃颗粒、尘埃聚集体、巨石)的聚集和碎裂进行建模的优质算法需求日益增长。本文描述了一种新算法,它将多种标准方法的优势整合为一体。目标: 旨在开发一种方法,能够:1) 求解聚集和碎裂问题;2) 轻松纳入颗粒属性(如致密性、成分等)的影响和演化;3) 作为凝聚/碎裂模块嵌入流体动力学模拟。方法: 我们开发了一种蒙特卡洛方法,追踪有限数量代表性粒子的“生命”。每个代表性粒子与总尘埃质量的特定部分相关联,从而代表大量真实粒子,这些真实粒子被假定具有与其代表性粒子相同的属性。在真实粒子总数远超代表性粒子数的假设下,代表性粒子之间碰撞的概率极小,因此我们忽略这种可能性。这使得对代表性粒子的演化采用统计方法成为可能。结果: 该方法再现了简化凝聚核的已知解析解,并与使用其他方法得到的布朗运动数值结果吻合良好。对于行为良好的核,即使在中等数量的粒子群下也能产生良好结果。
引用
@article{arxiv.0807.5052,
title = {A representative particle approach to coagulation and fragmentation of dust aggregates and fluid droplets},
author = {A. Zsom and C. P. Dullemond},
journal= {arXiv preprint arXiv:0807.5052},
year = {2009}
}
备注
accepted for publication in A&A