FEM — metoda elementów skończonych (modele 3D)

FEM (finite element method, metoda elementów skończonych) rozwiązuje pole w dziedzinie częstotliwości i umożliwia zbudowanie trójwymiarowej niejednorodnej wnęki Ziemia–jonosfera. Przestrzeń wnęki dzieli się na siatkę elementów, na których poszukuje się rozwiązania równania falowego dla każdej częstotliwości osobno.

Kluczową zaletą 3D-FEM jest to, że potrafi odtworzyć rozszczepienie modów (line splitting) — zjawisko, w którym pik rezonansowy dzieli się wskutek asymetrii wnęki. Model jest ponadto niezależny od konfiguracji źródła: oblicza własne właściwości samej wnęki, a nie odpowiedź na konkretny piorun, więc wyniki nie są związane z założeniem o położeniu źródeł.

Symulacyjny model 3D-FEM wnęki Ziemia–jonosfera opisali Goncharov i in. (2019) Goncharov 2019. Ponieważ pracuje w dziedzinie częstotliwości, nadaje się do systematycznego badania właściwości rezonansowych wnęki i subtelnych efektów widmowych. Podobnie jak FDTD jest kosztowny obliczeniowo, w zamian za wysoką wierność w uchwyceniu niejednorodności i rozszczepienia modów.