Influence of porosity on tidal deformation in planetary bodies

Abstract

The thesis describes the derivation of the poroelastic model for the Enceladus core and its subsequent numerical implementation under the assumption that the core is a two-component mixture. The model is described by a set of governing equations based on constitutive relations and physical laws. Strong and weak formulations are derived with the addition of appropriate boundary conditions, and the system is then discretised in time and space. The model and its code implementation are validated against a suitably chosen benchmark problem. Finally, the model's applications to tidal deformation are studied to show the effect of specific poroelastic material constants on the tidal force and deformation in comparison to the purely elastic setting.

Práce popisuje odvození poroelastického modelu pro jádro Enceladu a jeho následnou nu- merickou implementaci za předpokladu, že jádro tvoří dvoukomponentní směs. Model je popsán soustavou řídících rovnic odvozených z konstitutivních vztahů a fyzikálních zákonů. Jsou odvozeny silná a slabá formulace, doplněné vhodnými okrajovými podmínkami, a celý systém je následně diskretizován v čase a prostoru. Model a jeho softwarová implementace jsou ověřeny na vhodně zvoleném referenčním problému. Nakonec je model aplikován na studium slapové deformace s cílem ukázat vliv vybraných poroelastických materiálových parametrů na slapovou sílu a deformaci v porovnání s čistě elastickým modelem.