ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УНЧ-ВОЛН, НАИБОЛЕЕ СИЛЬНО РЕАГИРУЮЩИХ НА НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ ИОНОСФЕРЫ В ОБЛАСТИ ВЫСОКИХ ШИРОТ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Методами численного эксперимента исследуется задача определения характеристик электромагнитных волн ИНЧ-диапазона (0.3–3 кГц), регистрируемых на уровне приземного слоя и несущих максимальное количество информации о состоянии волновода Земля—ионосфера. Проанализировано влияние горизонтальной пространственной структуры электронной плотности волновода Земля—ионосфера на особенности распространения электромагнитных волн. Выявлены характеристики, позволяющие регистрировать их инструментальными методами наблюдений в условиях слабо возмущенной ионосферы. Профили концентрации, используемые в численных экспериментах, получены по данным радара частичных отражений Полярного геофизического института, расположенного на радиофизическом полигоне «Туманный» Мурманской области (69.0° N, 35.7° E), с использованием модели IRI2016 во время солнечной вспышки 15 марта и последующей магнитной бури 17 марта 2013 г. Используемая в работе модель распространения электромагнитных сигналов разработана авторами. Она основана на численном интегрировании системы уравнений Максвелла в проводящей среде при помощи новой явной схемы. В этой схеме электрическое и магнитное поля вычисляются в одни и те же моменты времени в одних и тех же узлах пространственной сетки. Используется также расщепление по пространственным направлениям и по физическим процессам, причем затухание электрического поля в ионосфере за счет проводимости и вращение во внешнем геомагнитном поле учитываются по аналитическим формулам на отдельных шагах расщепления.

Ключевые слова:
ИНЧ-волны, численное моделирование, ионосфера
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Акимов В.Ф., Калинин Ю.К. Введение в проектирование ионосферных загоризонтных радиолокаторов. М.: Техносфера, 2017. 492 с.

2. Бисикало Д.В., Жилкин А.Г., Боярчук А.А. Газодинамика тесных двойных звезд. М.: Физматлит, 2013. 632 с.

3. Воскресенский Д.И., Степаненко В.И., Филиппов В.С. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. 4-е изд. М.: Радиотехника, 2012. 744 с.

4. Ковеня В.М., Яненко Н.Н. Метод расщепления в задачах газовой динамики. Новосибирск: Наука, 1981. 304 с.

5. Куликовский А.Г., Погорелов Н.В., Семенов А.Ю. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений. 2-е изд. М.: Физматлит, 2012. 656 с.

6. Мингалев И.В., Мингалев О.В., Ахметов О.И., Суворова З.В. Явная схема расщепления для уравнений Максвелла // Математическое моделирование. М.: РАН, 2018а. Т. 30, № 12. С. 17-38. DOI:https://doi.org/10.31857/S023408790001934-1.

7. Мингалев О.В., Мингалев И.В., Мельник М.Н., Ахметов О.И. и др. Новый метод численного интегрирования системы Власова-Максвелла // Математическое моделирование. М.: РАН. 2018б. Т. 30, № 10. С. 21-43. DOI: 10.31857/ S023408790001919-4.

8. Пильгаев С.В., Ахметов О.И., Филатов М.В., Федоренко Ю.В. Универсальное устройство синхронизации данных от GPS-приемника // Приборы и техника эксперимента. М.: РАН, 2008. № 3. С. 175-176.

9. Терещенко В.Д., Васильев Е.Б., Овчинников Н.А., Попов А.А. Средневолновый радиолокатор Полярного геофизического института для исследования нижней ионосферы // Техника и методика геофизического эксперимента, Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2003. С. 37-46.

10. Berenger J.-P. A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves // J. Computational Phys. 1994. V. 114, N 2. P. 185-200. DOI:https://doi.org/10.1006/jcph.1994.1159.

11. Korja T., Engels M., Zhamaletdinov A.A., et al. Crustal conductivity in Fennoscandia - a compilation of a database on crustal conductance in the fennoscandian shield // Earth Planets Space. 2002. V. 54, N 5. P. 535-558. DOI:https://doi.org/10.1186/BF03353044.

12. Liao Z.P., Wong H.L., Yang B.P., Yuan Y.F. A transmitting boundary for transient wave analyses // Scienta Sinica (series A). 1984. V. 27, N 10. P. 1063-1076.

13. Mur G. Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time domain electromagnetic field equations // IEEE Electromagnetic Compatibility. 1981. V. 23, N 4. P. 277-382. DOI:https://doi.org/10.1109/TEMC.1981.303970.

14. Yee Kane. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1966. V. 14. P. 302-307. DOI:https://doi.org/10.1109/TAP.1966.1138693.

Войти или Создать
* Забыли пароль?