FEM: metodo degli elementi finiti (modelli 3D)

Il FEM (finite element method, metodo degli elementi finiti) risolve il campo nel dominio della frequenza e consente di costruire una cavità Terra–ionosfera tridimensionale e disomogenea. Lo spazio della cavità viene suddiviso in una rete di elementi, sui quali si cerca la soluzione dell'equazione d'onda separatamente per ogni frequenza.

Il punto di forza principale del FEM 3D è la capacità di riprodurre la separazione dei modi (line splitting) – il fenomeno per cui un picco di risonanza si divide a causa dell'asimmetria della cavità. Il modello è inoltre indipendente dalla configurazione della sorgente: calcola le proprietà intrinseche della cavità stessa, non la risposta a un fulmine specifico, quindi i risultati non dipendono da ipotesi sulla posizione delle sorgenti.

Un modello di simulazione FEM 3D della cavità Terra–ionosfera è stato descritto da Goncharov et al. (2019) Goncharov 2019. Lavorando nel dominio della frequenza, si presta allo studio sistematico delle proprietà di risonanza della cavità e degli effetti spettrali più fini. Come l'FDTD è computazionalmente oneroso, in cambio di un'alta fedeltà nel cogliere disomogeneità e separazione dei modi.