分形维数对原球盘尼西尔尘埃演化的影响

背景：在原球盘尼西尔中尘埃共聚的前阶段，尘埃聚集体预期具有高度孔隙度。然而，大多数尘埃生长模型并未考虑这一点。其原因是该问题的技术复杂度。此外，对于碰撞孔隙或分形尘埃聚集体的碰撞/碎片化核函数尚不明了。目标：我们希望探讨聚集体孔隙度对原球盘尼西尔中尘埃 population 演化的影响，特别是碎片化和反弹壁垒。方法：我们使用 DustPy 代码，实现孔隙度作为给定质量函数，并将分形维数作为自由参数。通过这种方式，我们对不可约的孔隙/分形聚集体碰撞物理进行参数化，可以探讨不同的孔隙预设。我们考虑孔隙度对尘埃动力学的影响，但忽略其对碰撞结果的影响。结果：我们发现，对于较低的分形维数，可达到更大的粒子质量。对于受碎片化限制的生长情况，最大斯特克斯数不受分形维数的影响；而对于受反弹限制的生长情况，最大斯特克斯数随分形维数的降低而降低。此外，我们模型中随分形维数的降低而减慢粒子生长。结论：尘埃演化受分形维数的强烈影响。尽管较低的分形维数可达到更大的质量，但粒子仍远小于行星状体。在假设反弹/碎片化速度不随分形维数或填充因子变化的前提下，分形生长在碎片化限制生长的情况下对流式不稳定性发生并无帮助，甚至在反弹限制生长的情况下是有害的。