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