Aplicación de la técnica numérica de diferencias finitas en el dominio del tiempo (fdtd) al estudio de atmósferas planetarias

Resumen

La presente tesis describe l procedimiento seguido para elaborar un modelo numérico, basado en la técnica de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD1), para el estudio de la propagación electromagnética en atmósferas planetarias, La finalidad del modelo presentado es relacionar el perfil de conductividad eléctrica de una atmósfera con el espectro electromagnético de ELF2 medido. Con ello se pretende facilitar la interpretación de los resultados obtenidos con el sensor PWA3 embarcado en la sonda Huygens; que llegó a Titán, una de las lunas de Saturno, en enero de 2005. Debido a la particular geometría del sistema analizado, ha sido imprescindible el desarrollo de un modelo FDTD en coordenadas esféricas. A consecuencia del fuerte solapamiento espectral entre frecuencias de resonancia adyacentes que ha tenido que recurrir a técnicas de estimación espectral para poder evaluar las frecuencias de resonancia. Dado que un modelo tridimensional de la atmósfera terrestre es demasiado grande y lento, se ha elaborado previamente un modelo bidimensional aprovehando la simetría de rotación alrededor del eje Norte/Sur. El modelo bidimensional es mucho más rápido, lo que facilitado y agilizado el proceso de depuración del modelo. Disponer de los dos modelos, uno bidimensional y otro tridimensional, aporta una gran versatilidad. Dependiendo de la situación que se pretenda analizar es posible escoger entre la inmediatez en la obtención de resultados del modelo bidimensional, o en la mayor precisión del modelo tridimensional. Una vez desarrollado el modelo, se ha comprobado la validez de los resultados que proporciona estudiando la atmósfera terrestre. Para lo que se han reproducido con la técnica FDTD diferentes experimentos numéricos realizados con otras técnicas. Posteriormente, se han comparado los resultados obtenidos numéricamente con resutlados experimentales de las frecuencias de Schumann obtenidos de la bibliografía. Los