|
|
Rovnice vedení tepla ve fyzice planetek a meteoroidů
Pohl, Leoš ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Vokrouhlický, David (oponent)
Negravitační síly, které jsou způsobeny tepelnou emisí fotonů, mohou v dlouhodobém měřítku do značné míry změnit oběžné dráhy a rotaci asteroidů. K vyčíslení těchto sil je nutno vyřešit rovnici vedení tepla v asteroidu. Vytvořili jsme program v jazyce Fortran, který numericky řeší rovnici vedení tepla pomocí metod konečných diferencí a počítá rozložení teploty v systému jednorozměrných tyčí, kterými modelujeme asteroid. Metody jsou porovnávány z hlediska konvergence, přesnosti a výpočetní náročnosti. Výsledky jsou srovnány se zjednodušeným stacionárním analytickým řešením. Z numerických výsledků jsme spočetli negravitační zrychlení a související změnu velké poloosy. Ukázali jsme, že metody konvergují s nárůstem hustoty sítě a vybrali jsme nejlepší metodu. Ukázali jsme, že analytické řešení dává dobrý první odhad amplitudy teploty. Změna velké poloosy testovaných asteroidů, způsobená negravitačními silami, je v řádové shodě s přesnějšími modely a s~pozorovanými hodnotami.
|
|
|
YORP efekt pro asteroidy s heterogenním rozložením termofyzikálních vlastností povrchu
Chrbolková, Kateřina ; Čapek, David (vedoucí práce) ; Ďurech, Josef (oponent)
V této práci studujeme vliv heterogenního rozložení optických a tepelných vlastností na površích asteroidů na YORP efekt. K modelování povrchových neho- mogenit přistupujeme třemi způsoby. V prvním na asteroidu, který je původně celý pokrytý regolitem, předpokládáme vytvoření impaktní oblasti o vyšším albedu, než je na zbytku povrchu. U druhého způsobu uvažujeme na příkrých svazích (o svahu větším než 35◦ ) regolit o vyšším albedu a v třetím v těchto oblastech definujeme vlastnosti horniny (o jiných tepelných parametrech). Na základě různého zastou- pení optických nebo tepelných parametrů poté vyhodnocujeme na 200 asteroidech statistický dopad působení odraženého nebo tepelného vyzařovaní, která budí mo- ment sil, tedy YORP. Zjistili jsme, že přítomnost nehomogenit vyvolaných sesuvy na površích asteroidů neovlivňuje YORP efekt významným způsobem s výjimkou inklinace ke zpomalování v případě odhalení horniny v důsledku kritické rotace a výraznou preferencí zpomalování v konfiguracích s nehomogenním rozložením albeda na příkrých svazích. Naše data ukazují, že vliv sesuvů odhalujících světlejší regolit na hodnotu typické doby urychlování, tzv. doubling time td, činí jen 2 %, pro heterogenitu v tepelných parametrech jde maximálně o 5 %. Dále je v práci ukázán nově zaregistrovaný jev způsobující zvýšení počtu...
|
|
|
Moderní numerické modely YORP efektu
Chrbolková, Kateřina ; Čapek, David (vedoucí práce) ; Ďurech, Josef (oponent)
Tato práce se zabývá studiem negravitačního jevu jménem YORP efekt, který mění rotační stav nepravidelně tvarovaných asteroidů. V její první části je roze- brána samotná fyzikální podstata tohoto jevu a dále je zde přiblížen jev jemu příbuzný: Jarkovského efekt. Druhá část se zabývá několika význačnými nume- rickými modely, které popisují YORP efekt. Zaměřuje se na to, co který model vyzdvihl a také shrnuje jaké aproximace byly užity. V poslední části této baka- lářské práce je uvedeno jak jsme na vlastním tvaru vyzkoušeli dva různé numerické modely. V závěru práce jsme porovnali naše výstupy se zjištěními odpovídajících modelů. Ve většině případů se naše výsledky shodují s citovanými pracemi. Pokusili jsme se popsat jak závisí YORP efekt na změně tepelné vodivosti asteroidů a také jsme zjistili, že se zlepšujícím se rozlišením tvaru asteroidu dochází ke konvergenci v hodnotě YORP efektu.
|
|
|
Vliv tepelné emise topografických útvarů na rotační dynamiku planetek
Ševeček, Pavel ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Henych, Tomáš (oponent)
Infračervené záření emitované z povrchu tělesa působí momentem síly, který může nezanedbatelně měnit rotační stav planetky. Doposud však nebylo podrobně zkoumáno, jakou mírou se na tomto fenoménu, zvanému YORP jev, podílejí drobné topografické útvary. Ukážeme, že laterální vedení tepla útvary určitých velikostí vede ke vzniku lokálního YORP jevu, jehož řádová velikost je srov- natelná s YORP jevem vyplývajícím z globálního tvaru. Řešíme třírozměrnou rovnici vedení tepla v jediném topografickém útvaru a jeho blízkém okolí, a to metodou konečných prvků, s využitím programu FreeFem++. Na základě nalezeného rozložení teploty na povrchu útvaru jsme určili pří- spěvek k výslednému momentu síly. Tento moment jsme porovnali pro různé tvary balvanů a různé materiálové parametry. Pro idealizovaný útvar je náš výsledek konzistentní s existujícím jednoroz- měrným modelem. Úhlové zrychlení, které útvary udělují sférickému asteroidu o poloměru 1 km s kruhovou orbitou o poloměru 2,5 AU, je přibližně (2,2 ± 1,1) · 10−9 rad/den2 , čemuž odpovídá charakteristická doba změny τ = (32 ± 16) Myr. Ze snímků povrchu planetky (25143) Itokawa jsme odhadli diferenciální rozdělení velikostí topografických útvarů. Výsledný moment síly může pla- netce udělovat zrychlení řádu 10−7 rad/den2 , povrchové útvary tak představují možné...
|
|
|
Rovnice vedení tepla ve fyzice planetek a meteoroidů
Pohl, Leoš ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Vokrouhlický, David (oponent)
Negravitační síly, které jsou způsobeny tepelnou emisí fotonů, mohou v dlouhodobém měřítku do značné míry změnit oběžné dráhy a rotaci asteroidů. K vyčíslení těchto sil je nutno vyřešit rovnici vedení tepla v asteroidu. Vytvořili jsme program v jazyce Fortran, který numericky řeší rovnici vedení tepla pomocí metod konečných diferencí a počítá rozložení teploty v systému jednorozměrných tyčí, kterými modelujeme asteroid. Metody jsou porovnávány z hlediska konvergence, přesnosti a výpočetní náročnosti. Výsledky jsou srovnány se zjednodušeným stacionárním analytickým řešením. Z numerických výsledků jsme spočetli negravitační zrychlení a související změnu velké poloosy. Ukázali jsme, že metody konvergují s nárůstem hustoty sítě a vybrali jsme nejlepší metodu. Ukázali jsme, že analytické řešení dává dobrý první odhad amplitudy teploty. Změna velké poloosy testovaných asteroidů, způsobená negravitačními silami, je v řádové shodě s přesnějšími modely a s~pozorovanými hodnotami.
|
host ::
RSS.