Solução numérica das equações diferenciais parciais que descrevem bolhas de plasma na ionosfera pelo método FCT (Flux Corrected Transport)

• Processo: 23/09051-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas
• Pesquisador responsável: Marco Antonio Ridenti
• Beneficiário: Murilo Pedroso
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bolhas de Plasmas | Comparação de métodos | Flux Corrected Transport | Plasmas Ionosféricos | Soluções númericas | Perturbações em plasmas ionosféricos

Resumo

Este projeto tem como objetivo dar continuidade ao desenvolvimento de códigos numéricos para a simular um tipo de instabilidade ionosférica conhecida como bolha de plasma e a partir deles estruturar uma análise comparativas entre técnicas de computacionais empregadas para a solução do problema. As bolhas de plasma ocorrem tipicamente na ionosfera equatorial, durante a noite, sendo observadas na alta atmosfera sobre o território brasileiro. Quando o fenômeno ocorre, sinais que operam na faixa de radiofrequência e micro-ondas podem sofrer um tipo de deterioração chamada de cintilação, prejudicando a comunicação e geolocalização por sistemas de navegação por satélite. Essa proposta é uma sequência do projeto intitulado "Solução numérica das equações diferenciais parciais que descrevem bolhas de plasma na ionosfera pelo método Upwind" desenvolvido com êxito pelo aluno Murilo Pedroso no programa PICV (Programa de iniciação científica voluntária). Nesta nova proposta, almejamos implementar o algoritmo FCT (Flux Corrected Transport) e métodos intermediários mais simples como Crank-Nicolson para resolver numericamente a equação diferencial parcial hiperbólica que descreve o transporte da bolha de plasma. O código de simulação numérica das bolhas de plasma em desenvolvimento será usado como ferramenta para o estudo dos resultados da missão SPORT (Scintillation Prediction Observation Research Task), parceria do ITA com instituições nacionais e internacionais, entre as quais a NASA, para estudar a ionosfera a partir de dados coletados por um CubeSat desenvolvido pelo Centro Espacial ITA (CEI).