Динамика волновых неоднородностей плазмы внешней ионосферы

• Автор: Толстиков, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 106 с.

Список основных сокращений и обозначений
Глава 1. Численное моделирование волновых возмущений
1.1 Постановка задачи
1.2 Модель ионосферы
1.3 Уравнение для волновых процессов
1.4 Результаты моделирования
Глава 2. Аналитическое рассмотрение задачи о вертикальном распространении
волновых возмущений
2.1 Метод геометрической оптики
2.2 Метод дисперсионного уравнения
2.3 Нелинейные процессы
Глава 3. Радиофизические эффекты
3.1 Явление Г-рассеяния
3.2 Трансионосферное распространение радиоволн
Заключение
Литература

Список основных сокращений и обозначений.
Математические символы.
Jp - функция Бесселя р порядка V - оператор Гамильтона А -оператор Лапласа
Физические и математические константы.
£0 - диэлектрическая проницаемость вакуума е - заряд электрона т - масса электрона g - ускорение свободного падения
Общефизические обозначения.
1 - время f- частота
СО - циклическая частота к - волновое число У - эйконал
Характеристики ионосферы.
с - скорость ионного звука //-шкала высот атомарного кислорода Нр - плазменная шкала высот д - скорость ионообразования
V - частота столкновений ионов с нейтральными частицами (3 - коэффициент линейной рекомбинации
У0 - частота столкновений ионов с нейтральными частицами на нижней границе модели
Д - коэффициент линейной рекомбинации на нижней границе модели
М0 - фоновая электронная концентрация плазмы
И, - полное электронное содержание вдоль луча I
У0 - гидродинамическая скорость плазмы
Уп скорость нейтрального ветра
f р - плазменная частота
Т' ~ групповой путь

Функцию ;[/ принято называть эйконалом, а уравнение (2.7) - уравнением эйконала. Эйконал имеет размерность длины и называется еще оптическим (фазовым) путем волны. Уравнения из системы (2.8) называются уравнениями переноса нулевого, первого и так далее приближений. Уравнения (2.7) , (2.8) -дифференциальные уравнения первого порядка, они проще уравнения (2.1) и их часто удается проинтегрировать.
Уравнение (1.39) представляет собой частный случай одномерного уравнения Гельмгольца. Но для того чтобы применить к нему подход, описанный выше, необходимо привести (1.39) к каноническому виду (исключить первую производную). Это можно сделать с помощью замены переменных:
-а'
п — п„е (2.9)
где а(2- ®) неизвестная пока функция.
С учетом этой замены первая и вторая производная от концентрации равны,
соответственно:
ёп СЫа а(г,а>) , ^СС „а(г,а>)
+ТгП“е (2Л°)
ё П _ ё Па а(г,а>) . о „01(г,<в) .
г. — О •
ёг ёг ёг ёг
Сделав такую замену в уравнении (1.39) получим: