ВНКСФ7: Белёвкина Анна Ивановна: Численное моделирование процесса переноса излучения в случайно-неоднородной плазме

Численное моделирование процесса переноса излучения в случайно-неоднородной плазме

Белёвкина Анна Ивановна
Ростовский государственный университет

Научный руководитель: Заботин Николай Александрович, доктор физ.-мат. наук
Соавторы: Кузнецова Ирина Михайловна

Главной задачей данной работы является изучение с помощью численного моделирования эффектов многократного рассеяния радиоволн на мелкомасштабных неоднородностях и их влияния на распределение вышедшего из слоя излучения.

Численное моделирование процесса переноса излучения в околоземной плазме в присутствии случайных неоднородностей проведено с использованием специального алгоритма, основанного на методе Монте-Карло.

Выявлен характер зависимости средней интенсивности прошедшего сквозь слой и отраженного излучения от расстояния до источника для различных параметров плазмы, величины конуса рассеяния.

Для каждого из распределений можно выделить следующие особенности:

1) сильное уменьшение интенсивности рассеянного излучения вблизи источника;

2) наличие максимума;

3) плавное уменьшение интенсивности с расстоянием;

4) резкое уменьшение интенсивности не рассеянного излучения на некотором расстоянии от зонда.

Произведены расчеты с использованием различных моделей рассеяния, и можно отметить основные положения полученных результатов:

Наличие одних и тех же особенностей для распределений на верхней и нижней плоскости.

Увеличение доли прошедшего излучения с уменьшением параметра v_max.
Уменьшение доли отраженного излучения с увеличением параметра v_max.
Увеличение доли отраженного излучения по сравнению с долей прошедшего при использовании модели рассеяния, в которой ось конуса рассеяния совпадает с направлением распространения волны.
Зависимость распределения прошедшего и отраженного излучения для разных величин конуса рассеяния в случае использования различных моделей;

а) первая модель (ось конуса рассеяния совпадает с вертикалью): начиная с некоторого предельного значения величины конуса рассеяния все излучения проходит сквозь слой плазмы;

б) вторая модель (ось конуса рассеяния совпадает с направлением распространения волны): при уменьшении величины конуса рассеяния интенсивность прошедшего излучения уменьшается, а отраженного увеличивается.

Полученные результаты представляют интерес, так как аналитическое решение данной задачи не известно, и анализ результатов в отсутствии теоретических данных позволяет получить некоторую информацию о влиянии случайных неоднородностей ионосферной плазмы на интенсивность сигнала радиозондирования.