Все выпуски

[ Switch to English ]

Физические исследования и численное моделирование воздействия мощного потока радиоизлучения на нижнюю ионосферу. Часть 1. Краткий обзор состояния вопроса и постановка задачи

Моисеева Д.С., Ступицкий Е.Л.
 pdf (689K)

В первой части статьи сформулирована общая цель работы, состоящая в численном исследовании химических, ионизационных, оптических и температурных характеристик нижней ионосферы, возмущенной мощным потоком радиоизлучения. Дан краткий обзор основных экспериментальных и теоретических исследований физических явлений в ионосфере при воздействии на нее потока радиоволн коротковолнового диапазона, генерируемого нагревными стендами различной мощности. Показана определяющая роль $D$-области ионосферы в поглощении энергии радиолуча. Выполнен подробный анализ кинетических процессов в возмущенной $D$-области ионосферы, которая является наиболее сложной в кинетическом отношении. Показано, что для полного описания ионизационно-химических и оптических характеристик возмущенной области необходимо учитывать более 70 компонент, которые по своему основному физическому содержанию удобно разделить на пять групп. Представлена кинетическая модель для описания изменения концентраций взаимодействующих между собой компонентов (общее число реакций — 259). Система кинетических уравнений решалась с помощью специально адаптированного к такого рода задачам полунеявного численного метода. На основе предложенной структуры разработан программный комплекс, в котором схема алгоритма допускала менять как содержимое отдельных блоков программы, так и их количество, что позволило проводить подробные численные исследования отдельных процессов в поведении параметров возмущенной области. Полный численный алгоритм основан на двухтемпературном приближении, в котором главное внимание уделялось расчету электронной температуры, так как на ее поведение определяющее влияние оказывают неупругие кинетические процессы с участием электронов. Постановка задачи носит общий характер и позволяет рассчитывать параметры возмущенной ионосферы в широком диапазоне мощностей и частот радиоизлучения. На основе разработанной численной методики можно исследовать широкий круг явлений как в естественной, так и в возмущенной ионосфере.

Ключевые слова: активные эксперименты, нижняя ионосфера, КВ-радиоволны, нагревные стенды, численное моделирование, температура, кинетика
Цитата: Моисеева Д.С., Ступицкий Е.Л. Физические исследования и численное моделирование воздействия мощного потока радиоизлучения на нижнюю ионосферу. Часть 1. Краткий обзор состояния вопроса и постановка задачи // Компьютерные исследования и моделирование, 2023, т. 15, № 3, с. 619-637
Citation in English: Moiseeva D.S., Stupitsky E.L. Physical research and numerical modeling of the lower ionosphere perturbed by powerful radio emission. Part 1. Brief review and problem statement // Computer Research and Modeling, 2023, vol. 15, no. 3, pp. 619-637
DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-3-619-637
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3335/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований