月球表面物理温度四维分布模型与验证

摘要

本文根据月壤层一维热传导方程，考虑到月球表面太阳照射与月表向宇宙空间的辐射，以及月壤深层的热流，结合对月壤样品热特性参数(热导率、热容量、孔隙度)的测量结果，由差分迭代的方法数值求解热传导方程，得到月壤层物理温度随经度、纬度、深度、时间的变化。这里采用Crank-Nicolson隐式差分方法来求解一维热传导方程，月壤层厚度取为3m，离散间隔为0.01m，时间步长为1800s，即一个月昼分为1417个时间间隔。月壤层初始温度设为300K，为保证月壤层物理温度收敛，程序运行5000个月昼。