Автореферат (1097735), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Â.À.Êîòåëüíèêîâà ÐÀÍ, ïðîåêòîâ Ðîññèéñêîãî ôîíäà ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé, äîãîâîðà î ñîòðóäíè÷åñòâå ôèçè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ ñ Èíñòèòóòîì àýðîíîìèè Ìàêñà Ïëàíêà (Ãåðìàíèÿ), òåìàòè÷åñêèõ ïðîãðàìì Ìåæäóíàðîäíîãî èíñòèòóòà êîñìè÷åñêîé íàóêè (Áåðí,Øâåéöàðèÿ), íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèõ ïðîãðàìì Íåìåöêîãî àýðîêîñìè÷åñêîãî èíñòèòóòà (DLR) è Åâðîïåéñêîãî êîñìè÷åñêîãî àãåíòñòâà (ESA). ×àñòüðàáîòû âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ãðàíòà ÐÔÔÈ 13-02-12065 îôè-ì "Ôóíäàìåíòàëüíûå çàäà÷è ìèêðîâîëíîâîãî äèñòàíöèîííîãî çîíäèðîâàíèÿ Çåìëè èçêîñìîñà".Íàó÷íûå ïîëîæåíèÿ äèññåðòàöèè è ðàçðàáîòàííûå íà èõ îñíîâå ìåòîäèêè, àëãîðèòìû è ïðîãðàììû èñïîëüçîâàëèñü äëÿ ñîâìåñòíûõ èññëåäîâàíèéâ ñëåäóþùèõ îðãàíèçàöèÿõ: Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, ÈÐÝÐÀÍ, MPAe, Universita La Sapienza (Rome).Ëè÷íûé âêëàä ñîèñêàòåëÿ. ñïèñîê ïîëîæåíèé, âûíîñèìûõ íà çàùèòó, âêëþ÷åíû ðåçóëüòàòû èâûâîäû, â êîòîðûõ âêëàä ñîèñêàòåëÿ ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëÿþùèì.Àïðîáàöèÿ ðàáîòûÎñíîâíûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé îïóáëèêîâàíû â íàó÷íûõ æóðíàëàõ è ïðåäñòàâëåíû íà êîíôåðåíöèÿõ, â ò.÷.
Ìåæäóíàðîäíûõ ÁàéêàëüñêèõÊîíôåðåíöèÿõ Ìîëîäûõ Ó÷åíûõ (ÁØÔÔ) (Èðêóòñê, 2002 - 2007), Ìåæäóíàðîäíûõ Ìèêðîñèìïîçèìóìàõ ïî Ñðàâíèòåëüíîé Ïëàíåòîëîãèè (Ìîñêâà, ÃåîÕè, 2003-2007), Ãåíåðàëüíîé Àññàìáëåå Åâðîïåéñêîãî ñîþçà Íàóê î Çåìëå(Austria, Wien, 2007), Ëîìîíîñîâñêèõ ÷òåíèÿõ (Ìîñêâà, ÌÃÓ,2004, 2005), íàó÷íîé êîíôåðåíöèè "Ñâåðõøèðîêîïîëîñíûå ñèãíàëû â ðàäèîëîêàöèè, ñâÿçè7è àêóñòèêå"(Ìóðîì, 1-3 èþëÿ 2003 ã.), Âñåðîññèéñêèõ íàó÷íûõ êîíôåðåíöèÿõ"Ïðîåêòèðîâàíèå èíæåíåðíûõ è íàó÷íûõ ïðèëîæåíèé â ñðåäå MatLab"(Ñ.Ïåòåðáóðã, 2007, Àñòðàõàíü, ìàé 2009), åæåãîäíûõ ñåìèíàðàõ "Ôèçèêà àâðîðàëüíûõ ÿâëåíèé"(Àïàòèòû, 2008, 2009), General Assembly of the InternationalUnion of Radio Science (Chicago, Illinois, USA August 7-16, 2008), Ìåæäóíàðîäíîé êîíôåðåíöèè ïî àâèàöèîííîé è ñïóòíèêîâîé ìåòåîðîëîãèè ïàìÿòèïðîôåññîðà Ñ.Â. Ñîëîíèíà (Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Ðîññèéñêèé ãîñóäàðñòâåííûéãèäðîìåòåîðîëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, 7-10 îêòÿáðÿ 2008), XXIII Âñåðîññèéñêàÿ íàó÷íàÿ êîíôåðåíöèÿ "Ðàñïðîñòðàíåíèå ðàäèîâîëí 23-26 ìàÿ 2011 ãîäà(îê.
150 ó÷àñòíèêîâ) Ìåæäóíàðîäíûõ Ñèìïîçèóìàõ ïî Àòìîñôåðíîé Ðàäèàöèè è Äèíàìèêå "ÌÑÀÐ(Ä)"(2004, 2006, 2009, 2011, ÑïáÃÓ, Ñ.ÏåòåðáóðãÏåòðîäâîðåö) XVII Ìåæäóíàðîäíîì ñèìïîçèóìå "Îïòèêà àòìîñôåðû è îêåàíà. Ôèçèêà àòìîñôåðû"( 28 èþíÿ - 1 èþëÿ 2011 ãîäà, ÈÀÎ ÑÎ ÐÀÍ,ã. Òîìñê), Ìåæäóíàðîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ "Ñîâðåìåííûå ïðîáëåìû îïòèêèåñòåñòâåííûõ âîä"(2009,2011, Ñ.-Ïåòåðáóðã), Âñåðîññèéñêèõ êîíôåðåíöèÿõ ïîðàñïðîñòðàíåíèþ ðàäèîâîëí (2002, 2005, 2011), Ìåæäóíàðîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ "Ïîëÿðèçàöèîííàÿ îïòèêà"(Ìîñêâà, ÌÝÈ, 2008, 2010), Ìåæäóíàðîäíûõ Êðûìñêèõ êîíôåðåíöèÿõ "ÑÂ× Òåõíèêà è êîììóíèêàöèîííûå òåõíîëîãèè"(2003, 2008, 2010, 2011,2012, Ñåâàñòîïîëü, Êðûì, Óêðàèíà), Âñåðîññèéñêèõ îòêðûòûõ êîíôåðåíöèÿõ "Ñîâðåìåííûå ïðîáëåìû äèñòàíöèîííîãîçîíäèðîâàíèÿ Çåìëè èç êîñìîñà"(Ìîñêâà, ÈÊÈ ÐÀÍ, 2011,2012), Òðåòüåììîñêîâñêîì ìåæäóíàðîäíîì ñèìïîçèóìå ïî èññëåäîâàíèÿì Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû (3MS3) (Ìîñêâà, ÈÊÈ ÐÀÍ, 2013), åæåãîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ "Ôèçèêàïëàçìû â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå"(Ìîñêâà, ÈÊÈ ÐÀÍ, 2012, 2013), êîíôåðåíöèÿõ "Òåõíè÷åñêîå çðåíèå â ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ"(Ìîñêâà, ÈÊÈ ÐÀÍ, 20112013), Âòîðûõ Àðìàíäîâñêèõ ÷òåíèÿõ (Ìóðîì, 2012), International RadiationSymposium 2012 (Áåðëèí) è äð.Çàùèùàåìûå ïîëîæåíèÿ.1.
Ïðåäëîæåííûé è ðàçâèòûé íîâûé ìåòîä ðåøåíèÿ çàäà÷ äëÿ óðàâíåíèÿ ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ â ñðåäàõ ñ ñèëüíî âûòÿíóòûìè èíäèêàòðèñàìè ðàññåÿíèÿ ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü ðàñ÷åòû óãëîâûõ è ïðîñòðàíñòâåííûõ ðàñïðåäåëåíèé èíòåíñèâíîñòè è ïîëÿðèçàöèè ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ â ðàññåèâàþùèõ ñðåäàõ ñ ñèëüíî âûòÿíóòûìè âïåðåä èíäèêàòðèñàìè ðàññåÿíèÿ.Ñ ïîìîùüþ ïðåäëîæåííîãî ìåòîäà ïðîâåäåí ðàñ÷åò èíòåíñèâíîñòè êîãåðåíòíîãî îáðàòíîãî ðàññåÿíèÿ â ìóòíîé ñðåäå íà ïåðèôåðèè ïèêà îáðàòíîãîðàññåÿíèÿ.2. Ýôôåêò ãàëî îáðàòíîãî ðàññåÿíèÿ ñâåòîâîãî ïó÷êà ïðîÿâëÿåòñÿ âñðåäàõ, óäîâëåòâîðÿþùèõ ñôîðìóëèðîâàííîìó â ðàáîòå êðèòåðèþ äëÿ ïàðàìåòðîâ ðàññåÿíèÿ ñâåòà â ñðåäå.83.
Ðàçâèòûå ìåòîäèêè ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ðàäèîëîêàöèè ñ ñèíòåçèðîâàííîé àïåðòóðîé äëÿ ïðåäâàðèòåëüíîé îöåíêè è ïðîãíîçà ðåçóëüòàòîâè èíòåðïðåòàöèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ çîíäèðîâàíèÿ ïîçâîëÿþò ïðîâîäèòü îöåíêè è ïðîãíîç ðåçóëüòàòîâ ãëóáèííîé ðàäèîëîêàöèè âíóòðåííåãîñòðîåíèÿ íåáåñíûõ òåë, à òàêæå èíòåðïðåòàöèþ ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé.Ïîãëîùåíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí â ìàðñèàíñêèõ ïîëÿðíûõ îòëîæåíèÿõ ñîãëàñíî ïîëó÷åííûì ðåçóëüòàòàì ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àåòñÿ îò ïîãëîùåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí â ÷èñòîì ëüäó, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î âûñîêîéñòåïåíè ÷èñòîòû ìàðñèàíñêîãî ëüäà.4.
Ïðîñòðàíñòâåííûå è óãëîâûå ðàñïðåäåëåíèÿ èíòåíñèâíîñòè è ïîëÿðèçàöèè òåïëîâîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ äîæäåâûõ îñàäêîâ â ìèëëèìåòðîâîìäèàïàçîíå âîëí ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ îïðåäåëÿþòñÿ ÿ÷åèñòîé ñòðóêòóðîéäîæäåâûõ ïîëåé. Ïîëÿðèçàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè òåïëîâîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ çåìíîé ïîâåðõíîñòè â ðàçëè÷íûõ äèàïàçîíàõ ìèëëèìåòðîâûõ âîëí ïîçâîëÿþò èäåíòèôèöèðîâàòü äîæäåâûå îñàäêè.Ñòðóêòóðà è îáúåì ðàáîòû. Ðàáîòà ñîñòîèò èç ïÿòè ãëàâÑîäåðæàíèå ðàáîòû.Âî ââåäåíèè îáîñíîâàíà íåîáõîäèìîñòü ðàçâèòèÿ íîâîãî îáùåãî ìåòîäà ðåøåíèÿ óðàâíåíèÿ ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ (ÓÏÈ) â ñðåäàõ ñ ñèëüíî àíèçîòðîïíûì ðàññåÿíèåì, ñôîðìóëèðîâàíà öåëü èññëåäîâàíèÿ, îáîñíîâàíà åãîàêòóàëüíîñòü, íàó÷íàÿ íîâèçíà, ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü, ðåàëèçàöèÿ ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû è îñíîâíûå íàó÷íûå ðåçóëüòàòû.
Ñôîðìóëèðîâàíû îñíîâíûåïîëîæåíèÿ, âûíîñèìûå íà çàùèòó.Ãëàâà 1 äèññåðòàöèè ñîäåðæèò îáçîð ëèòåðàòóðû è ðåçóëüòàòîâ äðóãèõàâòîðîâ ïî îñíîâíûì ïðîáëåìàì, ñîñòàâëÿþùèì ïðåäìåò èññëåäîâàíèÿ íàñòîÿùåé äèññåðòàöèîííîé ðàáîòû.  ðàçäåëå 1.1 â îñíîâíîì îïðåäåëåí êëàññïðèðîäíûõ è àíòðîïîãåííûõ îáúåêòîâ, îòíîñÿùèõñÿ ê ñðåäàì ðàññìàòðèâàåìîãî òèïà, è äàí êðàòêèé îáçîð ìåòîäîâ è ïîäõîäîâ ê ðåøåíèþ óðàâíåíèÿïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ â ýòèõ ñðåäàõ, â ò.÷. òàê íàçûâàåìûõ ìàëîóãëîâûõ ïðèáëèæåíèé. Ðàçëè÷íûì âàðèàíòàì ðåøåíèÿ ÓÏÈ â ìàëîóãëîâîì ïðèáëèæåíèèöåëèêîì ïîñâÿùåí ï.
1.1 äèññåðòàöèè. Îáçîð íåêîòîðûõ èçâåñòíûõ ïîäõîäîâê ÷èñëåííîìó ðåøåíèþ çàäà÷ äëÿ ÓÏÈ ñ òî÷å÷íûì ìîíîíàïðàâëåííûì (ÒÌ)èñòî÷íèêîì, êàê îòäåëüíîãî âàæíîãî êëàññà çàäà÷ òåîðèè ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ, âûäåëåí â ï. 1.3. äèññåðòàöèè.  ï. 1.4.
äèññåðòàöèè ñîäåðæèòñÿ îáçîððåçóëüòàòîâ ïî ñëàáîé ëîêàëèçàöèè (êîãåðåòíîìó óñèëåíèþ îáðàòíîãî ðàññåÿíèÿ), èññëåäîâàíèå êîòîðîãî ïðè âåñüìà îáùèõ äîïóùåíèÿõ ñâîäèòñÿ êðåøåíèþ ýêâèâàëåíòíîé çàäà÷è äëÿ óðàâíåíèÿ ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ.  ðàçä.1.5 îáñóæäàþòñÿ ñèòóàöèè, â êîòîðûõ íåîáõîäèì ó÷åò ðåãóëÿðíûõ ãðàäèåíòîâêîýôôèöèåíòà ïðåëîìëåíèÿ â ðàññåèâàþùåé ñðåäå.9Ãëàâà 2 äèññåðòàöèè ïîñâÿùåíà ðàçâèòèþ òåõíèêè ìàëîóãëîâûõ ïðèáëèæåíèé òåîðèè ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ â ñðåäàõ ñ ñèëüíî àíèçîòðîïíûì ðàññåÿíèåì. ï.
2.1.1. ñôîðìóëèðîâàíà ýòàëîííàÿ êðàåâàÿ çàäà÷à äëÿ íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ èçëó÷åíèÿ ïëîñêîãî ìîíîíàïðàâëåííîãî (ÏÌ) èñòî÷íèêà íà ïëîñêèé ñëîé ðàññåèâàþùåé ñðåäû 0 < z < z0 . Ïîñëå çàìåíû êîýôôèöèåíòîâ âóðàâíåíèè ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ èõ ïðèáëèæåííûìè àñèìïòîòè÷åñêèìè âûðàæåíèÿìè, â ïðåíåáðåæåíèè îáðàòíûì ðàññåÿíèåì â ãðàíè÷íûõ óñëîâèÿõ èçèñõîäíîé êðàåâîé çàäà÷è äëÿ èíòåíñèâíîñòè LΛε(Ω · ∇)L = −εL +4πIL(r, Ω′ )x(Ω, Ω′ )dΩ′ + f (r, Ω) ,(1)L(0) = 0 ïðè µz > 0 ,(2a)L(z0 ) = 0 ïðè µz < 0(2b)ãäå Ω = (µx , µy , µz ) åäèíè÷íûé âåêòîð íàïðàâëåíèÿ, r = (x, y, z), µz = cos θ,µx = sin θ cos ϕ, µy = sin θ sin ϕ, x(Ω, Ω′ ) èíäèêàòðèñà ðàññåÿíèÿ, L(r, Ω) óãëîâîå ðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè èçëó÷åíèÿ, f (r, Ω) ïðîèçâîëüíàÿôóíêöèÿ èñòî÷íèêîâ, ε îáúåìíûé êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ èçëó÷åíèÿ âñðåäå, Λ àëüáåäî îäíîêðàòíîãî ðàññåÿíèÿ, ïîëó÷àåòñÿ ïðèáëèæåííàÿ çàäà÷àÊîøè∂∂∂L + µ−L + µ−Lz µxz µy∂z∂x∂yI−− ΛL(x, y, z, Ω)x(Ω, Ω′ )dΩ′ + µ−= −µz L + µzz f (x, y, z) ,4πL(0) = 0 ,(3)(4)ðåøåíèå êîòîðîé è ÿâëÿåòñÿ èñêîìûì ðåøåíèåì ÓÏÈ â ìàëîóãëîâîì ïðèáëèæåíèè.
Âõîäÿùàÿ â óðàâíåíèå (3) âåëè÷èíà µ− ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàçëîæåíèå â ðÿä Òåéëîðà âåëè÷èíû µ−1 ïî µ âáëèçè çíà÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãîíàïðàâëåíèþ ìàêñèìàëüíîé àíèçîòðîïèè óãëîâîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ÿðêîñòè (âñëó÷àå íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ èçëó÷åíèÿ íà ñëîé µz = µ0 = 1).  ï. 2.1.2.ïîëó÷åííîå ðåøåíèå îáîáùàåòñÿ äëÿ íåñòàöèîíàðíîãî ÓÏÈ è îáñóæäàåòñÿâîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ åãî ê ðåøåíèþ èñõîäíîé êðàåâîé çàäà÷è ñ âûäåëåíèåì îñîáåííûõ è ñèëüíî àíèçîòðîïíûõ êîìïîíåíò ïîëÿ èçëó÷åíèÿ.
Ïîêàçàíàíåýôôåêòèâíîñòü ìàñøòàáíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ïðè ðåøåíèè êðàåâîé çàäà÷èäëÿ íåñòàöèîíàðíîãî ÓÏÈ â ñïåêòðàëüíîé îáëàñòè â ñâÿçè ñ ïëîõîé îáóñëîâëåííîñòüþ ïðåîáðàçîâàííîé ñèñòåìû (ðèñ. 1).Ñîîòâåòñòâóþùèå ðåçóëüòàòû äëÿ âåêòîðíîãî óðàâíåíèÿ ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ (ÂÓÏÈ) äëÿ èçëó÷åíèÿ, îáëàäàþùåãî ïîëÿðèçàöèåé, èçëîæåíû â ï.1000.51ImΩ1.5232Log cond A1-2-1012ReΩÐèñ. 1: Ãðàôèê çàâèñèìîñòè ÷èñëà îáóñëîâëåííîñòè äèñêðåòèçîâàííîé ñèñòåìû ëèíåéíûõóðàâíåíèé êðàåâîé çàäà÷è äëÿ íåñòàöèîíàðíîãî ÓÏÈ â ïëîñêîñëîèñòîé ñðåäå â ñïåêòðàëüíîé îáëàñòè îò êîìïëåêñíîé ÷àñòîòû.
Èíäèêàòðèñà Õåíüè-Ãðèíñòåéíà, ïàðàìåòð àíèçîòðîïèè g = 0.9, îïòè÷åñêàÿ òîëùèíà ñðåäû τ0 = 10, àëüáåäî îäíîêðàòíîãî ðàññåÿíèÿΛ = 0.999, êâàäðàòóðíàÿ ôîðìóëà Ãàóññà 64ãî ïîðÿäêà.2.1.3.  ï. 2.1.4 ïðîâåäåíà âàëèäàöèÿ ïîëó÷åííîãî ðåøåíèÿ íåñòàöèîíàðíîãîÓÏÈ â ìàëîóãëîâîì ïðèáëèæåíèè ñðàâíåíèåì ñ ýòàëîííûì ðåçóëüòàòîì ïîìåòîäó ñòàòèñòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ (Ìîíòå-Êàðëî) (Ðèñ. 2). ï.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
