Iрi қүйындылық әдiсiн қолдану арқылы электрон концентрацияның МГД турбуленттiлiгiне әсерiн моделдеу
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2020.v106.i2.08Кілттік сөздер:
Ионосфера Е-қабаты, электронның концентрациясы, магнитогидродинамика, Тейлор-Грин құйындығының есебi, ақырлы айырмдылық әдiсiАннотация
Осы жұмыста электрон концентрациясының ионосфераның Е-қабатының динамикасына әсер етудiң үш өлшемдi математикалық моделi құрылған. Ұсынылған әдiс жоғары есептеу тиiмдiлiгiн және сапаны жақсы бағалауды көрсетедi. Аралық жылдамдық өрiсiнiң конвективтi және диффузиялық бөлiктерiн аппроксимациялау үшiн ақырлы айырмдылық әдiсi бес диагональды матрицамен бiрге қолданылады, бұл кеңiстiк бойынша төртiншi реттi дәлдiкке және уақыт бойынша үшiншi реттi дәлдiкке қол жеткiзуге мүмкiндiк бердi. Қысымды шешу үшiн үздiксiздiк теңдеуiнiң орындалуын қамтамасыз ететiн Пуассон теңдеуi шешiледi. Пуассон теңдеуi Фурье түрлендiру әдiсi көмегiмен физикалық кеңiстiктен спектрлiк кеңiстiкке ауыстырылады. Температура мен электрон концентрациясының теңдеуi Адамс-Башфорт әдiсi арқылы шешiледi. Магниттiк өрiстiң МГД турбуленттiлiгiне әсерiн модельдеуден бұрын, сандық алгоритмнiң сәйкестiгiн тексеру үшiн, Тейлор Грин сынақтары Рейнольдстың әртүрлi сандары үшiн жүргiзiлдi, салыстыру нәтижесiнде құрылған сандық әдiстiң шешiмi спектральды әдiсiмен және аналитикалық шешiмдермен жақсы келiсiмде көрсеттi. Модельдеу нәтижесiнде турбуленттi ағынның әртүрлi Стюарт сандары үшiн температура контурлары мен изотермалары алынды. Әзiрленген сандық алгоритм Стюарттың әртүрлi сандарындағы ионосфералық турбуленттiлiктiң үрдiсiне әсерiн зерттеуге арналды.
Библиографиялық сілтемелер
[2] Fejer B.G. and Kelley M.C. "Ionospheric Irregularities," Rev. Geophys. Space Phys. 18,(1980): 401-454.
[3] Huba J. D., Hassam A. B., Schwartz, I. B., Keskinen, M. J. "Ionospheric turbulence - Interchange instabilities and chaotic fluid behavior," Geophysical Research Letters 12,(1985): 65-68.
[4] Saltzman B. "Finite Amplitude Free Convection as an Initial Value Problem-I," J. Atmos. Sci 19,(1962): 329.
[5] Lorenz E.N."Deterministic nonperiodic flow" J. Atmos. Sci. 20,(1963): 130-141.
[6] Hassam A. B., Hall, W., Huba, J. D., and Keskinen, M. J. "Spectral characteristics of interchange turbulence," J. Geophys.
Res.,91(13), (1986):513-522.
[7] Benard H., "Les tourbillons cellulaires dans une nappe liquide" Rev. Gen. Sci. pures et appl. 11(1900): 1261-1271, 1309-1328.
[8] Rayleigh L., "On the convective currents in a horizontal layer of fluid when the higher temperature is on the under side,"
Phil. Mag. 32(1916): 529-546.
[9] Burattini P., Zikanov O. and Knaepen B., "Decay of magnetohydrodynamic turbulence at low magnetic Reynolds number"
Fluid Mechanics 657(2010): 502-38.
[10] Knaepen B., Kassinos S. and Carati D., "Magnetohydrodynamic turbulence at moderate magnetic Reynolds number"
Fluid Mechacincs 513(3)(2004): 199-220.
[11] Moreau, R., "Magnetohydrodynamics" Kluwer Academic (Dordrecht: 1990).
[12] Davidson, P. A., "An Introduction to Magnetohydrodynamics" Cambridge University Press (Cambridge: 2001)
[13] Vorobev, A., Zikanov, O., Davidson, P., Knaepen, B., "Anisotropy of magnetohydrodynamic turbulence at low magnetic Reynolds number," J.Physics of fluids, 7(2005): 125105.
[14] Saijadi, H., Amri Delouei, A., Sheikholeslami, M., Atashafrooz., M., Succi, S., J.Physica A 515 (2019):474-496.
[15] Abdibekova, A., Zhakebayev, D., Abdigaliyeva, A.,Zhubat, K. "Modeling of turbulence energy decay based on hybrid methods," J. Engineering Computations 35(5)(2018): 1965-1977.
[16] Zhakebayev D., Zhumagulov B. and Abdibekova A., "The decay of MHD turbulence depending on the conductive prop- erties of the environment," Magnetohydrosynamics 50(2)(2014): 121-38.
[17] Taylor G.I. and Green A.E., "Mechanism of production of small eddies from large ones," Proceedings of the royal society, Mathematics and physical sciences 158(895)(1937): 499-521.
