亚公里级黏聚碎石堆小行星的临界自旋周期：对材料参数的依赖性

在本工作中，我们采用带黏聚实现的软球离散元方法，建模亚公里级黏聚碎石堆在连续加速自旋下的动力学过程。探究了不同体直径 $D$ 的扁球状碎石堆的临界自旋周期 $T_c$ 对若干材料参数的依赖性。我们的数值模拟表明，模型中颗粒间黏聚与颗粒形状参数的增大均可增强天体，尤其对较小天体更为明显。此外，我们发现存在某临界直径 $D_{cri,\rho}$，在此处 $T_c$ 随体密度 $\rho$ 的变化趋势发生反转。尽管更大的静摩擦系数 $\mu_S$ 可增强天体，该效应在接近 $D_{cri,\rho}$ 的临界直径 $D_{cri,\phi}$ 处达到最小。连续介质理论（解析方法）被用于比较，并获得了两个等效临界直径。数值结果经解析方法拟合，估计颗粒间黏聚 $c$ 与体黏聚 $C$ 之比约为 88.3。我们发现该比值对不同 $c$ 和 $\rho$ 保持恒定，却强烈依赖于摩擦角 $\phi$。此外，数值结果进一步显示当 $D$ < $D_{cri,\phi}$ 时，$T_c$ 对 $\phi$ 的依赖性与连续介质理论预测相反。最后，我们发现两个临界直径恰好接近天体平均法向应力为零时的直径，即压应力区与拉应力区的分界。