FEM — метод скінченних елементів (3D-моделі)

FEM (finite element method, метод скінченних елементів) розв'язує поле в частотній області й дає змогу побудувати тривимірну неоднорідну порожнину Земля–іоносфера. Простір порожнини розділяють на сітку елементів, на яких шукають розв'язок хвильового рівняння для кожної частоти окремо.

Ключовою перевагою 3D-FEM є те, що він здатний відтворити розщеплення мод (line splitting) — явище, коли резонансний пік розділяється внаслідок асиметрії порожнини. До того ж модель є незалежною від конфігурації джерела: вона обчислює власні властивості самої порожнини, а не відгук на конкретну блискавку, тож результати не прив'язані до припущення про положення джерел.

3D-FEM симуляційну модель порожнини Земля–іоносфера описали Goncharov та ін. (2019) Goncharov 2019. Оскільки вона працює в частотній області, вона придатна для систематичного дослідження резонансних властивостей порожнини та тонких спектральних ефектів. Як і FDTD, вона обчислювально затратна — в обмін на високу достовірність при відтворенні неоднорідностей та розщеплення мод.