Bouncing Behavior of Microscopic Dust Aggregates
Bouncing Behavior of Microscopic Dust Aggregates
复制标题
微观尘埃聚集体的弹跳行为
DOI：
10.1051/0004-6361/201220946
复制
发表时间：
2013
影响因子：
6.5
通讯作者：
Seizinger
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Seizinger
原行星盘内尘埃聚集体的反弹碰撞可能会对行星体的生长过程产生重大影响。然而，导致反弹的条件并没有得到很好的理解。现有的研究弹跳行为的模拟使用的是具有非常规则的人工内部结构的集合体。目的在这里，我们研究使用不同的样品制备方法构建的亚毫米粉尘集合体的弹跳行为。我们分析了聚集体的内部结构如何改变碰撞结果，并确定了聚集体大小、孔隙率、碰撞速度和碰撞参数的影响。方法我们使用分子动力学模拟，其中单个聚集体被视为由数十万个单独单体组成的球体。这些模拟是在显卡(GPU)上运行的。结果亚毫米粉尘聚集体的统计体积特性和反弹行为在很大程度上取决于制备方法。特别是，平均体积填充因子与集料配位数之间没有唯一的关系。结论对于原行星星云中的尘埃粒子，至少在≈100μm的大小范围内，弹跳势垒可能不是尘埃团生长阶段的一个很大的障碍。
ContextBouncing collisions of dust aggregates within the protoplanetary disk may have a significant impact on the growth process of planetesimals. Yet, the conditions that result in bouncing are not very well understood. Existing simulations studying the bouncing behavior used aggregates with an artificial, very regular internal structure.AimsHere, we study the bouncing behavior of sub-mm dust aggregates that are constructed applying different sample preparation methods. We analyze how the internal structure of the aggregate alters the collisional outcome and we determine the influence of aggregate size, porosity, collision velocity, and impact parameter.MethodsWe use molecular dynamics simulations where the individual aggregates are treated as spheres that are made up of several hundred thousand individual monomers. The simulations are run on graphic cards (GPUs).ResultsStatistical bulk properties and thus bouncing behavior of sub-mm dust aggregates depend heavily on the preparation method. In particular, there is no unique relation between the average volume filling factor and the coordination number of the aggregate. Realistic aggregates bounce only if their volume filling factor exceeds 0.5 and collision velocities are below 0.1 ms-1.ConclusionsFor dust particles in the protoplanetary nebula we suggest that the bouncing barrier may not be such a strong handicap in the growth phase of dust agglomerates, at least in the size range of ≈100μm.
登录
查看更多内容
低速碰撞状态下高孔隙尘埃聚集体的数值模拟 平滑粒子流体动力学代码的实现和校准
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. J. Geretshauser;R. Speith;C. Güttler;M. Krause;J. Blum
通讯作者：
J. Blum
灰尘聚集体碰撞的 A3-D 数值模拟
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
--
作者：
Wada;K
通讯作者：
K
跨越行星形成过程中的障碍：具有大颗粒的毫米尘埃聚集体的生长
影响因子：
6.5
作者：
T. Jankowski;G. Wurm;T. Kelling;J. Teiser;W. Sabolo;P. J. Guti'errez;I. Bertini
通讯作者：
I. Bertini
DOI：
10.1088/0004-637x/742/1/5
发表时间：
2011
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
J. Teiser;Ilka Engelhardt;G. Wurm
通讯作者：
G. Wurm
原行星微尘团块的物理学。
DOI：
10.1086/525841
发表时间：
2007
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Doreen Langkowski;J. Teiser;J. Blum
通讯作者：
J. Blum