Проведение расчетов

Главная / Програмная реалзиация /

Модель находится в стадии коренной переработки средств визуального представления и управления как процессами ввода данных, так и проведения расчетов. Не все из них на текущий момент мы можем предоставить пользователю, так как они находятся в стадии разработки или тестирования.

Тем не менее, имеются предыдущие версии, которые видится смысл предоставить пользователю. Описание работы этих версий и представлено ниже. Просьба отнестись к нам с пониманием.

Перед тем, как приступить к заданию расчета, для вас может быть полезным ознакомиться со структурой файлов модели.

Начало расчета для первого дня по MSIS

  1. Создать подкаталог ARCH, чтобы в него по мере расчета сохранялись указанные нами в Mod2.ini данные.
  2. В MOD1 необходимо установить:
    • дату рассчитываемого события GOD, DAY, MES (год, день, месяц);
    • время (мировое) начала события UT0 (часы, минуты);
    • продолжительность события по времени в часах, минутах (т.е. длительность моделируемого отрезка времени);
    • шаги по времени TAU, DTS, DTT в минутах: TAU — опорный шаг, по которому организуется самый внешний цикл по времени и делается запись в файл на диске рассчитанных праметров, для которых указано сохранять их временную вариацию, DTS — шаг по расчету параметров «шара» и потенциала, DTT — шаг по расчету параметров » трубки»;
    • 4 и 5-й элементы массива mass заменить на 0 и 0 для MSIS (указать по какой модели проводятся расчеты);
    • солнечную активность (поток солнечного радиоизлучения на волне 10.7 см, F10.7 в 10(-22) вт/(м*м*Гц));
  3. Изменить время в Mod4: в строке команд набрать «wrtime Mod4», номера логических файлов 5,6 и 15 изменить на 0:0.
  4. В Index.dat установить дату, F10.7, индексы солнечной и геомагнитной активности (Kp, Ap, AE).
  5. Поменять потенциал DPOT?
  6. Запустить программу M0_eisc.exe с — 0.
  7. Когда расчет окончится необходимо сохранить данные, для этого в строке команд набрать: «zfl56 Mod4 имя файла для сохранения из 8 символов». Например: zfl56 Mod4 22_12_90.ms (сохранение из Mod4 в 22_12_90.ms). Ввести номера логических файлов 3, 5, 6 и 15.
  8. Если необходимо провести еще один расчет для этой даты, то повторив пункт 2 запустить программу M0_eisc.exe с — 3. При этом, не забыв очистить, подкаталог ARCH. В него будут сохраняться следующие расчеты

Начало расчета для первого дня по THEOR

  1. Создать подкаталог ARCH, чтобы в него по мере расчета сохранялись указанные нами в Mod2.ini данные.
  2. Проведенные расчеты по MSIS скопировать в Mod4. В строке команд набрать «copmd имя файла Mod4» ввести номера из 3 в 3, из 5 в 5, из 6 в 6, из 15 в 15. Например: copmd 22_12_90.ms Mod4.
  3. В MOD1 необходимо установить или проверить правильность:
    • дату рассчитываемого события GOD, DAY, MES (год, день, месяц);
    • время (мировое) начала события UT0 (часы, минуты);
    • продолжительность события по времени в часах, минутах (т.е. длительность моделируемого отрезка времени);
    • шаги по времени TAU, DTS, DTT в минутах: TAU — опорный шаг, по которому организуется самый внешний цикл по времени и делается запись в файл на диске рассчитанных праметров, для которых указано сохранять их временную вариацию, DTS — шаг по расчету параметров «шара» и потенциала, DTT — шаг по расчету параметров «трубки»;
    • 4 и 5-й элементы массива mass заменить на 1 и 1 для THEOR (указать по какой модели проводятся расчеты);
    • солнечную активность (поток солнечного радиоизлучения на волне 10.7 см, F10.7 в 10-22 вт/(м*м*Гц));
  4. Изменить время в Mod4: в строке команд набрать «wrtime Mod4», номера 5,6 и 15 изменить с 24:00 на 0:0.
  5. В Index.dat установить или проверить дату, F10.7, индексы солнечной и геомагнитной активности (Kp, Ap, AE).
  6. Запустить программу M0_eisc.exe с — 3.
  7. Когда расчет окончится необходимо сохранить данные, для этого в строке команд набрать: «zfl56 Mod4 имя файла для сохранения из 8 символов». Например: zfl56 Mod4 22_12_90.th (сохранение из Mod4 в 22_12_90.th). Ввести номера 3, 5, 6 и 15.
  8. Если необходимо провести еще один расчет для этой даты, то повторив пункт 2 запустить программу M0_eisc.exe с — 3. При этом, не забыв очистить, подкаталог ARCH. В него будут сохраняться следующие расчеты.

P.S.

Если происходит сбой в расчете, то самое простое, что можно сделать, — это поменять шаг по времени, т.е. уменьшить его.

Вся моделируемая область пространства — сфера с центром в центре Земли радиусом 15 земных радиусов (Rз = 6300 км), кроме центральной области этой сферы, включающей саму Землю и атмосферу до высоты порядка 80 км по высоте разделяетсяна две пересекающиеся подобласти, условно называемые «шар» и «трубка».

ШАР — занимает область высот от 80 до 526 км над земной поверхностью. Расчет ведется в узлах сферической системы координат: высота над поверхностью Земли (h или r), геомагнитная долгота (d) и коширота (Координата r или s, заменяющая широту и отсчитываемая от северного полюса в направлении на юг от 0 до 180 градусов; дополнение широты до 90 градусов). Шаг по долготе в модели принят постоянным, по кошироте сетка может быть произвольной, но симметричной относительно экватора, а по высоте шаг сетки нарастает снизу вверх в геометрической прогрессии.

Расчет проводится для 16-ти параметров:

  1. температура: нейтральных, ионных и заряженных частиц;
  2. концентрации: O2, N2, O, NO, N, ионная концентрация;
  3. движение: 3 параметра для всех частиц.
  4. 4 коэфициента ионизации.

ТРУБКА — занимает область высот от 175 до 106 км. Для «трубки» расчет в дипольной системе координат: долгота — V, параметры — L, Q. Долготные плоскости узлов сетки «трубки» совпадают с плоскостями сетки «шара». Долгота и L — параметр задают номер силовой линии дипольного поля, вдоль которой расположены узлы сетки «трубки». Узлы располагаются на фиксированных высотах над поверхностью Земли, совпадающих в области пересечения «шара» и «трубки» с высотами сетки «шара», а выше меняющихся по такому же закону. L — параметры линий координатной сетки определяются коширотами оснований силовых линий, которые могут задаваться произвольно. Q — параметр приравнивается собственно к высоте (так называемый перпендикуляр ко всем силовым линиям магнитного поля Земли).

Расчет проводится для:

  1. двух температур — ионной Ti и електронной Te;
  2. концентраций — O+, NH+, Nhe+.

Электрический потенциал вычисляется в основаниях силовых линий сетки «трубки», при этом узлы потенциала автоматически оказываются симметричны относительно экватора.

Построение сетки:

  • по высоте: начиная с 80 км над поверхностью Земли с увеличением шага на 10% (геометрическая прогрессия);
  • по широте: переменный шаг со сгустками в области авроральной зоны, где собирается большое количество ионизированных зарядов у полюсов (сев. и юж.).
  • по долготе: шаг постоянный, т.к. в другом случае необходимо рассматривать движение линии восхода и захода. А она постоянно изменяется, поэтому шаг постоянный.

Даты, для которых необходимо сформировать начальные условия (просчитать минимум два раза сутки, чтобы установились начальные условия).

Спокойные:

(минимум солнечной активности, d phi = 10кВ, Kp = 1)

  • 23.12.1985 F10.7 = 71.2
  • 20.03.1986 F10.7 = 68.4
  • 23.06.1986 F10.7 = 69.6
  • 22.09.1986 F10.7 = 68.3

(максимум солнечной активности, d phi = 10кВ, Kp = 1)

  • 17.03.1990 F10.7 = 182.0
  • 20.06.1990 F10.7 = 161.2
  • 27.09.1990 F10.7 = 152.6
  • 22.12.1990 F10.7 = 178.1

Возмущенные:

(минимум солнечной активности)

  • 19.12.1985 Kp = 5, F10.7 = 77.5
  • 24.03.1986 Kp = 4, F10.7 = 69,5
  • 27.06.1986 Kp = 5, F10.7 = 68.6
  • 23.09.1986 Kp = 5, F10.7 = 68.7

(максимум солнечной активности)

  • 21.03.1990 Kp = 6, F10.7 = 227.6
  • 14.06.1990 Kp = 7, F10.7 = 206.8

Построение картинок

  1. задание параметров (h — высота, s — широта, d — долгота, tr — трубка, sh — шар.

Для «трубки»: tr_sd, tr_hs, tr_hd.

Для «шара»: sh_sd, sh_hs, sh_hd.

  1. задание системы координат: декартова (dm, dv), полярная (pm, pv), векторная (dv, pv или dm, pm).
    • d — декартова ск
    • p — полярная ск
    • m — карта
    • v — вектор
  2. в строке команд: (пример) sh_sd 27_09_90.th название файла или по умолчанию nddata — для шара в координатах широта-долгота из файла 27_09_90.th в ( ) сохранить данные.
  3. в строке команд выбирается ск: (пример) dm nddata — декартова ск на карте из ( ). Ввод — «Enter», выбирается параметр для которого строится картинка (например Tn- нейтральная температура), «Enter», задается высота (для примера приведенного), «Enter».

Основные встречающиеся понятия

  1. altitude — высота
  2. latitude(0:180) — географическая широта
  3. longitude (0:360) — географическая долгота
  4. co-ordinates — система координат
  5. mass — масса, множество
  6. density — густота, плотность
  7. average — среднее число, средняя величина
  8. pressure — давление
  9. wind — ветер
  10. velocity — скорость
  11. rate — норма, оценка
  12. flux — течение
  13. field — поле
  14. align — выравнивать, выстраивать в линию
  15. degree — градус
Реклама