月幔溫度演化的二維有限元模擬
本文選題:吸積過(guò)程 + 月球熱演化; 參考:《陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2017年04期
【摘要】:為研究月球自吸積結(jié)束后溫度的變化,利用有限元方法構(gòu)建極坐標(biāo)系二維溫度演化模型。對(duì)控制方程進(jìn)行無(wú)量綱化處理,并對(duì)動(dòng)量方程采用Boussinesq近似。結(jié)果表明,早期高溫月幔產(chǎn)生了多個(gè)大尺度的對(duì)流環(huán),隨后由于內(nèi)部熱量的急劇釋放,溫度下降,壓強(qiáng)減小,早期形成的對(duì)流環(huán)變得不穩(wěn)定,月幔的平均溫度由1 735K最終下降至1 278K左右。數(shù)值模擬結(jié)果精度較好,表明本文模型及程序代碼具有可行性,結(jié)合其他地球物理數(shù)據(jù),如月表熱流值,將模型擴(kuò)展至三維,可用于研究月球吸積完成后的熱演化。
[Abstract]:In order to study the temperature change after self-accretion on the moon, a two-dimensional temperature evolution model in polar coordinate system was constructed by using finite element method (FEM). The governing equation is dimensionless and the momentum equation is approximated by Boussinesq. The results show that many large scale convection rings appeared in the early high temperature mantle, and then due to the sharp release of internal heat, the temperature decreased, the pressure decreased, and the early formed convection rings became unstable. The mean temperature of the mantle finally decreased from 1 735 K to about 1 278 K. The accuracy of the numerical simulation results is good, which shows that the model and the program code are feasible. Combined with other geophysical data, such as the monthly surface heat flux, the model can be extended to three dimensions, which can be used to study the thermal evolution of lunar accretion.
【作者單位】: 貴州師范學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院;貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院;中科院國(guó)家天文臺(tái)—貴州師范大學(xué)天文研究與教育中心;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(41404021) 貴州省科學(xué)技術(shù)基金(黔科合J字[2014]2128)
【分類號(hào)】:P184
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,本文編號(hào):1833356
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