DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v24r322

Численное моделирование задачи атмосферного электричества с неизвестным ионосферным потенциалом

Авторы

  • И. Г. Милешин
  • В. М. Головизнин
  • М. М. Хапаев

Ключевые слова:

глобальная электрическая цепь
ионосферный потенциал
метод конечных элементов
FreeFEM++

Аннотация

В работе рассматриваются подходы к численному решению задачи о распределении электрического потенциала в рамках двумерной модели атмосферного участка глобальной электрической цепи. Для этой модели формулируется нестандартная стационарная эллиптическая краевая задача с неклассическим граничным условием. Для численного решения этой задачи, с целью изучения возможности и эффективности распараллеливания вычислений, используются два численных алгоритма на основе метода конечных элементов. Приводятся результаты расчетов для модельной задачи, в которой не учитываются особенности рельефа земной поверхности, используется простая модель проводимости и токов.

Загрузки

Опубликован

2023-09-04

Выпуск

Том 24 (2023): Выпуск 3.

Раздел

Методы и алгоритмы вычислительной математики и их приложения

Авторы

И. Г. Милешин

Филиал МГУ имени М. В. Ломоносова в городе Сарове,
Нижегородская обл., городской округ ЗАТО город Саров, ул. Парковая, д. 8, 607328, Саров
• студент

В. М. Головизнин

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова,
факультет вычислительной математики и кибернетики
Ленинские горы, д. 1, стр. 52, 2-й учебный корпус, 119991, Москва
• профессор

М. М. Хапаев

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова,
факультет вычислительной математики и кибернетики
Ленинские горы, д. 1, стр. 52, 2-й учебный корпус, 119991, Москва
• доцент

Библиографические ссылки

  1. F. Leblanc, K. L. Aplin, Y. Yair, et al. (Eds.), Planetary Atmospheric Electricity (Springer, New York, 2008).
    doi 10.1007/978-0-387-87664-1
  2. C. T. R. Wilson, “Investigations on Lighting Discharges and on the Electric Field of Thunderstorms,” Philos. Trans. Roy. Soc. Lon. A. 221, 73-115 (1921).
    doi 10.1098/rsta.1921.0003
  3. S. V. Anisimov, S. S. Bakastov, and E. A. Mareev, “Spatiotemporal Structures of Electric Field and Space Charge in the Surface Atmospheric Layer,” J. Geophys. Res. Atmos. 99 (D5), 10603-10610 (1994).
    doi 10.1029/93JD03519
  4. A. V. Kalinin and N. N. Slyunyaev, “Initial-Boundary Value Problems for the Equations of the Global Atmospheric Electric Circuit,” J. Math. Anal. App. 450 (1), 112-136 (2017).
    doi 10.1016/j.jmaa.2017.01.025
  5. N. N. Slyunyaev, E. A. Mareev, A. V. Kalinin, and A. A. Zhidkov, “Influence of Large-Scale Conductivity Inhomogeneities in the Atmosphere on the Global Electric Circuit,” J. Atmos. Sci. 71 (11), 4382-4396 (2014).
    doi 10.1175/JAS-D-14-0001.1
  6. A. A. Zhidkov and A. V. Kalinin, “Correctness of One Mathematical Problem of Atmospheric Electricity,” Vestn. Lobachevskii Univ. Nizhni Novgorod, No. 4, 123-129 (2009).
  7. J.-M. Jin, The Finite Element Method in Electromagnetics (Wiley, Hoboken, 2014).
  8. Eigen
    https://eigen.tuxfamily.org/index.php . Cited August 2, 2023.

Лицензия

Copyright (c) 2023 И. Г. Милешин, В. М. Головизнин, М. М. Хапаев

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.