多孔尘埃团聚体的抗拉强度

彗星被认为包含有关太阳系形成过程的信息。最近，罗塞塔（Rosetta）航天器任务发现了关于丘留莫夫-格拉西缅科彗星（67P/Churyumov-Gerasimenko）的详细信息。值得注意的是，其抗拉强度已被估算出来。在本文中，受行星胚胎形成中的多孔尘埃团聚模型的启发，我们通过数值模拟测量并公式化了多孔尘埃团聚体的抗拉强度。我们使用具有周期性边界条件的单体相互作用模型进行三维数值模拟。我们将体积填充因子在 $10^{-2}$ 到 0.5 之间的不同初始值的尘埃团聚体拉伸。我们发现，当体积填充因子减小到初始值约一半时，拉伸应力达到最大值。该最大应力被定义为抗拉强度。我们对 10 种不同初始形状的结果取平均，以平滑团聚体初始形状的影响。最后，我们从数值上获得了尘埃团聚体的抗拉强度与初始体积填充因子之间的关系。我们还使用了一个简单的半解析模型，并成功复现了数值结果，这使得我们能够将其应用于广泛的参数范围和不同材料。所获得的关系与先前关于硅酸盐尘埃团聚体的实验和数值模拟一致。我们估计，使用我们的模型复现 67P 彗星的抗拉强度时，其单体半径必须约为 3.3--220 $\mathrm{\mu m}$。