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

2024

Vestnik KRAUNC: Fiziko-Matematičeskie Nauki, Vol 48, Iss 3, Pp 95-119 (2024)

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 α, который связан с проницаемостью геосреды. Известно, что на RVA в накопительной емкости с датчиками влияет также кратность воздухообмена λ0, эффект которого необходимо учитывать в изучение процесса переноса радона. Целью исследования является изучение накопления радона в камере, которое заключается в идентификации значений параметров λ0 и α с помощью решения соответствующей обратной задачи. В результате исследований было показано, что для эредитарной α-модели переноса радона методом Левенберга-Маквардта с привлечением экспериментальных данных RVA можно определить оптимальные значения ее параметров λ0 и α. Полученные модельные кривые хорошо согласуются с данными RVA, полученными в рамках хорошо известной классической модели переноса радона в накопительной камере.

article

English
Russian

KamGU by Vitus Bering, 2024.

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, gnuplot, мathematical modeling, dynamic processes, radon volume activity, kamchatka, earthquake precursors, fractional derivatives, gerasimov-caputo, memory effect, nonlocality, nonlinear equations, inverse problems, unconditional optimization, levenberg-marquardt algorithm, с, Science