RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки // Архив

Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2024, том 48, номер 3, страницы 95–119 (Mi vkam660)

Эта публикация цитируется в 1 статье

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Идентификация параметров математической $\alpha$-модели переноса радона в накопительной камере по данным пункта Карымшина на Камчатке

Д. А. Твёрдыйa, Е. О. Макаровb, Р. И. Паровикa

a Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
b Камчатский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН»

Аннотация: Радон — инертный радиоактивный газ, исследования вариаций которого в сопоставлении с сейсмичностью считаются перспективными для целей разработки методик прогноза землетрясений. На полуострове Камчатка развернута сеть пунктов наблюдения, в которых с помощью накопительных камер с газоразрядными счетчиками ведется мониторинг объемной активности радона (RVA). Анализ данных RVA в рамках радонового мониторинга является одним из методов поиска предвестников сейсмических событий. Это связано с тем, что изменения напряженно-деформированного состояния геосреды, через которую протекает газ, влияют на RVA. Изменение интенсивности переноса радона вследствие изменения напряженно-деформированного состояния геосреды описывается с помощью оператора дробного дифференцирования постоянного вещественного порядка $\alpha$, который связан с проницаемостью геосреды. Известно, что на RVA в накопительной емкости с датчиками влияет также кратность воздухообмена $\lambda$0, эффект которого необходимо учитывать в изучение процесса переноса радона. Целью исследования является изучение накопления радона в камере, которое заключается в идентификации значений параметров $\lambda$0 и $\alpha$ с помощью решения соответствующей обратной задачи. В результате исследований было показано, что для эредитарной $\alpha$-модели переноса радона методом Левенберга-Маквардта с привлечением экспериментальных данных RVA можно определить оптимальные значения ее параметров $\lambda$0 и $\alpha$. Полученные модельные кривые хорошо согласуются с данными RVA, полученными в рамках хорошо известной классической модели переноса радона в накопительной камере.

Ключевые слова: математическое моделирование, динамические процессы, объёмная активность радона, Камчатка, предвестники землетрясений, дробные производные Герасимова-Капуто, эффект памяти, нелокальность, нелинейные уравнения, обратные задачи, безусловная оптимизация, алгоритм Левенберга–Марквардта, C, Gnuplot.

УДК: 519.642.2, 550.34.013.4, 517.972.7

MSC: Primary 26A33; Secondary 86A17, 86A22, 49N45

Поступила в редакцию: 27.09.2024
Принята в печать: 20.10.2024

DOI: 10.26117/2079-6641-2024-48-3-95-119



© МИАН, 2024