МОДЕЛЬ ПРОНИЦАЕМЫХ ЧАСТИЦ ДЛЯ ОПИСАНИЯ СТОЛКНОВИТЕЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ПЫЛЕВЫХ КЛАСТЕРОВ В ПРОТОПЛАНЕТНЫХ ГАЗОПЫЛЕВЫХ ДИСКАХ

Предложено развитие метода проницаемых частиц для задач эволюции пылевых кластеров. Ключевым элементом, описывающим реологические свойства пористых пылевых кластеров и оказывающим влияние на результаты их столкновительной эволюции, является коэффициент восстановления. Даны непрерывная и разрывная формулировки соотношения для коэффициента восстановления при столкновениях. Проведено параметрическое исследование зависимости коэффициента восстановления от характеристик кластеров и относительной энергии столкновения. Показано, что кластеры с высокой фрактальной размерностью имеют выраженный порог отскока при столкновениях. Проведено численное моделирование эволюции системы из 20 000 кластеров, имеющих различный электрический заряд. Показано, что в отсутствие других факторов электростатические взаимодействия способны привести к быстрому росту кластерных агломератов. Однако слабость отдельных механических связей между кластерами делает такие агломераты неустойчивыми к разрушению не только из-за столкновений, но и из-за увеличивающейся силы отталкивания одноименно заряженных кластеров в агломерате. Показано, что при учете внешнего воздействия газовой среды в системе кластеров образуются пространственно протяженные структуры. В работе рассмотрено поле скоростей турбулентного вихря как внешнее воздействие на систему электрически заряженных кластеров. Показано, что в таком случае на оси вихря образуется нитевидная структура, центральную часть которой занимают кластеры с невысокой фрактальной размерностью, а наиболее плотные кластеры с высокой фрактальной размерностью концентрируются у ее поверхности.

происхождение планетных систем, протопланетные газопылевые диски, фрактальные пылевые кластеры, метод проницаемых частиц, параметрическое исследование столкновений пылевых фрактальных кластеров