SPH法による氷衛星の内部海の三次元数値流体シミュレーション:コード開発と応用

利用SPH方法对冰卫星内部海洋进行三维计算流体模拟:代码开发与应用

基本信息

  • 批准号:
    22KJ1981
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

近年の観測により、EuropaやEnceladusといった氷衛星で、氷殻表面の割れ目から水蒸気が噴出していることがわかっている。これは表面の氷殻の下に液体の水の領域(内部海)が存在していることを示唆している。液体の水は化学反応を支える溶媒で、生命の誕生に必要不可欠な要素の一つであると考えられており、氷衛星の内部構造、特に温度の分布と進化について理解することは重要なことである。現在考えられている氷衛星の内部海の熱進化のメカニズムは、潮汐変形による加熱が起き、熱が衛星表面まで熱伝導で伝わり、表面からの放射で熱が抜けていく、というものである。これらの熱過程が平衡状態にあることによって内部海が保たれている。同時に、氷殻と内部海の境界では氷と水の間で相転移が起きている。そこで、潮汐加熱、熱伝導、放射冷却、相転移を導入した三次元流体数値シミュレーションを行うことのできるSPH法のコードを開発した。本研究で開発したコードは、これまで前例のない内部海の形成・保持に必要な4つの物理過程を全て基礎方程式に組み込んだglobalな三次元数値シミュレーションを行うことができるものである。globalな三次元計算であるために、氷衛星全体での水・熱の循環を計算することができ、また、初期条件として非対称的な内部構造を仮定したシミュレーションを行うこともできる。そのため、本研究で行うシミュレーションは氷衛星の内部海の構造を理解する上で非常に有力な手段となる。さらに、本研究で氷衛星の内部海が存在する条件を明らかにすることは、生命が存在できる天体の探査に大きな影響を与えることが期待できる。
In recent years, the satellite, the Europastry Enceladus, and the surface of the satellite have been cut, and the water vapor has been cut out. There is a problem in the field of liquid water (internal sea) under the surface area. The chemical reaction of liquid water is necessary for the production of solvents and life. it is necessary to improve the temperature distribution in the interior of the satellite, the interior of the satellite, and the temperature distribution. At present, the sea in the interior of the satellite is getting better, the tide is in the shape of the weather, the surface of the satellite is in the air, the radiation on the surface of the satellite, the atmosphere on the surface of the satellite. There is a balance between the process and the process. The internal sea insurance system is in good condition. At the same time, the internal sea boundary is different from each other, and the water supply is moving from one phase to another. The number of three-dimensional fluids in the air, tide, cooling, radiation cooling and phase transfer is very high. The number of three-dimensional fluids is much higher than that of the other three-dimensional fluid. The SPH method is used to conduct a series of experiments. In this study, it is necessary to maintain the basic equation of the physical process in the formation of the internal sea. In this study, it is necessary to establish a complete set of equations for the formation of the internal sea in this study. in this study, it is necessary to maintain the basic equation of the physical process in the first place in this study. in this study, it is necessary to analyze the three-dimensional data of the physical process in the first place. The three-dimensional calculation of the global system is based on the calculation of the water supply of all the satellites and satellites in accordance with the calculation of the internal system, which is not the name of the initial conditions. The purpose of this study is to make an understanding of the internal sea of the satellite, which is a very powerful tool. In this study, there are some conditions in the internal sea of the satellite, such as the existence of celestial bodies, the exploration of celestial bodies, and the expectation of life.

项目成果

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    $ 1.6万
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