4. 例. 二層標的のクレータリング
強度の異なるターゲットへの衝突がクレーター形成過程に及ぼす影響
2層標的の例として,地球環境における海洋衝突を計算した.
条件は下記の通り.
- 衝突天体サイズ:1 km
- 衝突速度:15 km/s
- ターゲット層物質:水,炭酸塩岩
- 水層の厚さ:100 m, 200 m, 500 m, 1000 m
innput file例
asteroid.inp
#ISINP ------------------------------------------------------------------------ --- this is the new input file used by iSALE versions of v7.0 and higher ------------------------------------------------------------------------ ------------------- General Model Info --------------------------------- VERSION __DO NOT MODIFY__ : 4.1 DIMENSION dimension of input file : 2 PATH Data file path : ./ MODEL Modelname : 2layers_earth ------------------- Mesh Geometry Parameters --------------------------- GRIDH horizontal cells : 0 : 500 : 60 GRIDV vertical cells : 60 : 500 : 60 GRIDEXT ext. factor : 1.05d0 GRIDSPC grid spacing : 2.5D0 CYL Cylind. geometry : 1.0D0 GRIDSPCM max. grid spacing : -20.D0 ------------------- Global setup parameters ----------------------------- S_TYPE setup type : DEFAULT T_SURF Surface temp : 293.D0 GRAV_V gravity : -9.81D0 ------------------- Projectile ("Object") Parameters -------------------- OBJNUM number of objects : 1 OBJRESH CPPR horizontal : 20 OBJVEL object velocity : -1.5D4 OBJMAT object material : granite OBJTYPE object type : SPHEROID ------------------- Target Parameters ---------------------------------- LAYNUM layers number : 2 LAYPOS layer position : 410 : 450 LAYMAT layer material : calcite : water__ LAYTPROF thermal profile : CONST : CONST ------------------- Time Parameters ------------------------------------ DT initial time increment : 5.0D-3 DTMAX maximum timestep : 5.D-2 TEND end time : 1.00D2 DTSAVE save interval : 1.D-2 ------------------- Ac. Fluid. Parameters (see also material.inp) ------ --TOFF toff : 16.D0 --CVIB c_vib : 0.1D0 --VIB_MAX Max. vib.vel. : 200. ------------------- Boundary Condition Parameters ---------------------- --------------- 0=no slip,1=free slip, 2=cont.outflow ------------------ BND_L left : FREESLIP BND_R right : FREESLIP BND_B bottom : NOSLIP BND_T top : OUTFLOW ------------------- Numerical Stability Parameters --------------------- AVIS art. visc. linear : 0.24D0 AVIS2 art. visc. quad. : 1.20D0 ------------------- Tracer Particle Parameters ------------------------- --- if TR_SAVE == 1, only Trx and Try are automatically added to --- the variable list. If additional variables shall be calculated --- and stored, you have to set them in 'Tracer fields'. -------- TR_NX/NY is the number of tracers in x/y-direction ------- TR_DX/DY is the interval between tracers (usually the same as dx/dy) TR_QUAL integration qual. : 1 TR_SPCH tracer spacing X : -2.D0 : -2.D0 : -2.D0 TR_SPCV tracer spacing Y : -2.D0 : -2.D0 : -2.D0 TR_VAR add. tracer fiels : #TrP-TrT# ------------------- Control parameters (global) ------------------------ STRESS Consider stress : 1 ------------------- Data Saving Parameters ----------------------------- QUALITY Compression rate : 80 VARLIST List of variables : #Den-Tmp-Pre-Sie-Yld-YAc-Dam-VEL# ------------------------------------------------------------------------ <<END
material.inp
#ISMAT ! iSale material input file identification string ----------------------------------------------------------------------------- MATNAME Material name : granite : calcite : water__ EOSNAME EOS name : granit2 : calcite : water__ EOSTYPE EOS type : aneos : aneos : tillo STRMOD Strength model : ROCK : ROCK : HYDRO DAMMOD Damage model : IVANOV : IVANOV : NONE ACFL Acoustic fluidisation : BLOCK : BLOCK : NONE PORMOD Porosity model : NONE : NONE : NONE THSOFT Thermal softening : OHNAKA : OHNAKA : NONE LDWEAK Low density weakening : POLY : POLY : NONE ---------------------------------------------------------------------------- POIS pois : 3.0000D-01 : 3.0000D-01 : 5.0000D-01 ---------------------------------------------------------------------------- TMELT0 tmelt0 : 1.6730D+03 : 1.5000D+03 : xxxxxxxxxx CHEAT C_heat : 1.0000D+03 : 1.0000D+03 : 1.0000D+03 TFRAC tfrac : 1.2000D+00 : 1.2000D+00 : xxxxxxxxxx ASIMON a_simon : 6.0000D+09 : 6.0000D+09 : xxxxxxxxxx CSIMON c_simon : 3.0000D+00 : 3.0000D+00 : xxxxxxxxxx ---------------------------------------------------------------------------- YDAM0 ydam0 (ycoh) : 1.0000D+04 : 1.0000D+04 : xxxxxxxxxx FRICDAM fricdam : 6.0000D-01 : 4.0000D-01 : xxxxxxxxxx YLIMDAM ylimdam : 2.5000D+09 : 5.0000D+08 : xxxxxxxxxx ---------------------------------------------------------------------------- YINT0 yint0 : 1.0000D+07 : 5.0000D+06 : xxxxxxxxxx FRICINT fricint : 2.0000D+00 : 1.0000D+00 : xxxxxxxxxx YLIMINT ylimint : 2.5000D+09 : 5.0000D+08 : xxxxxxxxxx ---------------------------------------------------------------------------- IVANOV_A Damage parameter : 1.0000D-04 : 1.0000D-04 : xxxxxxxxxx IVANOV_B Damage parameter : 1.0000D-11 : 1.0000D-11 : xxxxxxxxxx IVANOV_C Damage parameter : 3.0000D+08 : 3.0000D+08 : xxxxxxxxxx ---------------------------------------------------------------------------- GAMETA gam_eta : 8.0000D-03 : 0.0000D-03 : xxxxxxxxxx GAMBETA gam_beta : 1.1500D+02 : 0.0000D+02 : xxxxxxxxxx ---------------------------------------------------------------------------- VISC viscosity : xxxxxxxxxx : xxxxxxxxxx : 0.0000D+00 ---------------------------------------------------------------------------- <<END ! used to identify the end of this file
計算結果
いくつかの特徴的なキャビティ成長の静止画(.png)と動画(.gif)を次に示す.
- 左:密度,右:温度
水深100 m
水深200 m
水深500 m
水深1000 m
コメント
- 水深が衝突体天体サイズと同程度 (100 m)
- 一層ターゲットの場合と類似
- 水深が衝突体天体サイズの2倍 (200 m)
- 水と炭酸塩岩のキャビティの成長が異なる
- 水層:垂直なイジェクタカーテン
- 炭酸塩岩層:水のキャビティの成長後に遅れて炭酸塩岩層のイジェクタカーテンの広がりとともにキャビティが成長
- 水深が衝突体天体サイズと同程度 (500 m, 1000 m)
- 炭酸塩岩層のキャビティがほとんど形成しない
- 水のキャビティ成長はこれまでと類似
- 衝突天体成分のターゲットへの埋め込みが見られる.(500 mでの計算例の6 s の図)
キャビティの形状や遷移が他の衝突流体コード(SOVA)を用いた研究[1,2]の計算結果と調和的.
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