Моделирование физико-химических процессов в полярной ионосфере / Акад. наук СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : Кольский филиал АН СССР, 1986.

с- тензорвязкихнапряжений; s - удвоенныйвектортепловогопотока; ш- массачастицы; q - зарядчастицы; І - напряженностьэлектрическогополя; В- магнитнаяиндукция; Р- внешняясиланеэлектрическогопроисхождения; х - постояннаяБольцмана; І 1 ,I 2 ,R 0 ,Ri,R 2 - суммыдополнительныхчленов, обусловленныхупругими столкновениямиихимическимиреакциями/I/. Посколькуионосфераявляетсяприблизительношаровымслоем, окружающим Землюнарасстоянииоте поверхностипримерно50-1000 км, торешениесисте мы (І)-(З) чащевсеготребуетсянайтилибовшаровомслое, либовегочасти. Мыобсудимтолькопостановкузадачдлятакихпространственныхобластей, ко торыеимеютнижнююиверхнкаограницы, Слизкиекграницамсамойионосферы. Задаваемыепримоделированииповеденияионосфернойплазмыграничныеусловия относятсякусловиямтипа"открытая" границарасчетнойобласти/2/. Через "открытые" границыобластиионосфернаяплазмаможетвтекатьиливытекать, и здесьдолжныбытьобеспеченынекоторыеусловиянепрерывностидвижения. По добныезадачивозникаютивгазовойдинамике, гдепринятоговорить, чтогра ницаявляетсясвободнойвслучае, когдавкачествеграничногоусловиязада етсядавлениер-р* прир*« 0 . Примоделированииповеденияионосфернойплазмыусловиянаграницахрас сматриваемыхобластейзадаются, какправило, поэкспериментальнымданнымили исходяизнекоторыхфизическиобоснованныхупрощающихусловий. Например, на нижнейграницедостаточнообоснованнымявляетсязаданиетемпературызаряжен ныхчастиц, равнойтемпературенейтральногогаза; скорости, равнойскорости нейтральногогаза, иконцентрациизаряженныхчастиц, определяемойизусловия фотохимическогоравновесия. Заданиеусловийнаверхнейграницесвязаносо значительнымитрудностями, таккакэкспериментальныхданныхвбольшинстве случаевнет, какнетиупрощенныхуравнений, посколькуэтаграницаобычно находитсявверхнейчастиР2-областиионосферы, вышеглавногомаксимумаиони зации. Особыесложностивызываетнеобходимостьзаданияверхнегограничного условиядляуравнениянеразрывностизаряженныхчастиц. Чащеиспользуется способзаданияэтогограничногоусловияпозначениюпотоказаряженныхчастиц черезверхнююграницу, причемиз-заотсутствияданныхэтотпотокчастозадают равнымнулю/3/. Посколькупотокнаверхнейграницевопределенныхфизичес кихусловияхможетсущественновлиятьнаповедениеионосфернойплазмы, ошиб кивегозаданиимогутисказитьотыскиваемыерешения. Намипредлагаетсяспособзаданияверхнихграничныхусловийдлясистемы уравненийпереносаионосфернойплазмы (І)-(З), которыйнетребуетзнанияпо токазаряженныхчастицчерезверхнююграницу. Заданиеграничногоусловиядля уравнениянеразрывностисводитсякнекоторомуприближенномузаданиюградиен таконцентрациизаряженныхчастиц, чтоэквивалентноприближенномузаданию градиентадавлениянаверхней"открытой" границе. Нижемыизлагаемидеюэтогоспособаиподробноописываем двапримера постановкизадач, причемдляупрощениявыкладокинаглядностирассматриваем пространственноодномерныйнестационарныйслучай. Граничныеусловиявдиффузионнойпостановке. Еслифизическиеусловияза дачипозволяютпренебречьвязкостьюиинерциейзаряженныхчастиц, тосистема уравненийпереноса (І)-(З) упрощается. Втомслучае, когдавходящиевнееве личинызависятлишьотвремени t иоднойпространственнойпеременнойг-высо тынадземнойповерхностью, уравнениясистемыможнозаписать: 106