2017 Fiscal Year Annual Research Report
Modelling of Collisional Disruption of Planetary Bodies via Large-scale Numerical Simulations
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26287101
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
田中 秀和 東北大学, 理学研究科, 教授 (00282814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 浩二 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 主席研究員 (10396856)
小林 浩 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (40422761)
玄田 英典 東京工業大学, 地球生命研究所, 准教授 (90456260)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 惑星形成 / 小惑星 / 天体衝突破壊 / デブリ円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、天体衝突の高解像度数値計算を大量に実行し、統一的かつ精度の高い天体衝突破壊モデルを構築することだ。本年度は、次の２つの成果を得た。
(1) 数値コード依存性に関する研究：天体衝突の数値計算などの流体計算は、用いる数値コードにより結果が異なることが多い。特に、SPHコード等の粒子法はメッシュ法に比べ精度がよくないという指摘もあった。そこで、本研究ではメッシュ法であるiSALEコードを用いて天体衝突の数値計算を行い、SPHコードの結果との差異を調べた。iSALEコードは軸対称2次元コードであるので、正面衝突のみ計算可能であるが軸対称性のため計算コストは低い。その結果、正面衝突での広いパラメータ範囲において、両コードとも同程度の空間分解能であれば誤差も同程度であることがわかり、また高解像度での収束値も大体同じであることも示された。これにより、我々のSPHコードによる大規模数値計算サーベイ結果の信頼度は保証された。
(2) クレータ破壊衝突と大規模破壊衝突とのリンク：クレータ破壊衝突については、室内実験等の従来研究により、各物質に対して各種のパラメータ依存性など詳しく調べられ、スケーリング則として整備されている。一方、天体の大規模破壊衝突については、本研究のような数値計算で天体自己重力を同時に解く必要があり、完全なサーベイはなされてなかった。本研究では、クレータ破壊でのスケーリング則を大規模破壊領域にまで外挿した場合のずれに着目し詳細に調べることで、これら２つの破壊モードをリンクさせて統一的モデルの構築を目指した。その結果、このずれはほとんどのパラメータには依存せず、調べた範囲では衝突角度のみに依存することが示された。これにより、岩石天体については、イジェクタ総質量や大規模破壊のための臨界エネルギーを与えるQ*に対しパラメータ依存性も含め統一的モデル作成に成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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