Аналитические алгоритмы усреднения оптических характеристик ансамблей несферических частиц

Аналитические алгоритмы усреднения оптических характеристик ансамблей несферических частиц

Автор: Шмидт, Владимир Андреевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2006

Место защиты: Красноярск

Количество страниц: 119 с. ил.

Артикул: 3302667

Автор: Шмидт, Владимир Андреевич

Стоимость: 250 руб.

Аналитические алгоритмы усреднения оптических характеристик ансамблей несферических частиц  Аналитические алгоритмы усреднения оптических характеристик ансамблей несферических частиц 

Содержание
Введение.
Глава 1. Дифракция электромагнитного излучения несферической частицей.
1.1 .Постановка задачи
1.2.Обзор современных строгих методов решения задачи дифракции.
1.2.1 .Дифференциальные методы.
1.2.2.Интегральные методы
1.3.Метод Тматриц
1.3.1. Разложение плоской волны в ряды по векторным сферическим функциям.
1.3.2.Вращение системы координат.
1.3.3.Соотношения симметрии
1.4.Оптические характеристики.
1.4.1.Сечения ослабления, рассеяния, поглощения
1.4.2.СР и СРпредставления электрического поля
1.4.3. Амплитудная матрица рассеяния.
1.4.4.Матрица Мюллера и матрица рассеяния
1.5. Выводы.
Глава 2. Аналитические алгоритмы ориентационного усреднения оптических характеристик ансамблей несферических частиц.
2.1. Амплитудная матрица рассеяния ориентированной частицы
2.2.Матрица рассеяния ансамбля частиц.
2.2.1.Коэффициенты разложения элементов матрицы рассеяния в ряды по обобщенным сферическим функциям
2.2.2.Хаотически ориентированные частицы, не обладающие осевой симметрией
2.2.3.Хаотически ориентированные гексагональные цилиндры.
2.2.4.Хаотически ориентированные осесимметричные частицы
2.2.5.Сферические частицы.
2.3.Потоки рассеянного излучения в произвольных конических телесных углах
2.4.Методика расчета
2.5.Результаты расчетов.
2.6.Вывод ы.
Глава 3. Оптическая классификация ансамблей несферических частиц.
3.1 .Классификация ансамблей полидисперсных сферических частиц 3.2.Оптическая эквивалентность в приближении Рэлея Ганса
Дебая.
3.3.Оптическая классификация изотропных ансамблей частиц
3.3.1.Коэффициенты ослабления.
3.3.2.Элементы матрицы рассеяния
3.3.3.Результаты расчетов.
ЗАОптическая классификация ансамблей ориентированных частиц. 3.5.Обсуждения и выводы.
Глава 4. Определение ориентационной структуры ансамбля по матрице обратного рассеяния
4.1 .Матрица обратного рассеяния
4.2.Горизонтально ориентированные частицы.
4.2.1.9 0
4.2.2.Наклонное падение 90
4.3.Трехмерный случай ориентационной структуры
4.3.1.9 0
4.3.2.Наклонное падение 90
4.4.Обсуждение и выводы.
Заключение.
Список литературы


Диссертационное исследование имеет практическую направленность, а его результаты могут быть использованы при создании математического обеспечения специализированной аппаратуры оптического контроля дисперсных систем для решения задач экологического мониторинга атмосферных и водных объектов, идентификации частиц, информационного обеспечения работы лидарных и радарных систем. Достоверность результатов. Обеспечивается корректным использованием методов теории дифракции электромагнитных волн частицами несферической формы, совпадением результатов численных расчетов с данными других авторов. Апробация работы. Основные результаты докладывались на X Рабочей группе “Аэрозоли Сибири” (Томск, ), X Юбилейном международном симпозиуме “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы” (Томск, ), XI международном симпозиуме “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы” (Томск, ), семинарах кафедры прикладной математики Красноярского государственного технического университета (Красноярск, , , ), XII Рабочей группе “Аэрозоли Сибири” (Томск, ), IX Международной конференции “Electromagnetic and Light Scattering by Nonspherical Particles” (Санкт-Петербург, ), XIII Рабочей группе “Аэрозоли Сибири” (Томск, ). Публикации и личный вклад автора. По материалам диссертации опубликовано работ, перечень которых приведен в конце диссертации. Результаты диссертации, сформулированные в защищаемых приложениях и выводах, отражают личный вклад автора в опубликованные работы. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и библиографии из 9 наименований. Работа изложена на 9 машинописных листах. Работа поддержана грантом РФФИ № 0. Во введении обосновывается актуальность темы, излагается современное состояние вопроса, цель работы, отмечается научная новизна и значимость полученных результатов, формулируются основные положения, выносимые на защиту, кратко описано содержание диссертации по главам, приводятся данные о публикациях и личном вкладе автора. В первой главе рассматривается задача дифракции электромагнитного излучения одиночной иесферической частицей, приводится краткий обзор современных точных методов решения задачи дифракции. Излагаются основные соотношения метода Т-матриц. В терминах элементов Т-матриц приводятся выражения оптических характеристик: амплитудной матрицы рассеяния, матрицы Мюллера, сечений ослабления, рассеяния, поглощения. Во второй главе, используя основные соотношения метода Т-матриц, свойства функций Вигнера и коэффициентов Клебша-Гордона, получено аналитическое разложение элементов матрицы рассеяния хаотически ориентированных несферических частиц в ряды по функциям Вигнера, исключающее трудоемкую процедуру численного интегрирования по трем углам Эйлера. Приводятся результаты расчетов оптических характеристик ансамблей хаотически ориентированных суперэллипсоидов, гексагональных цилиндров с использованием разработанного комплекса программ на основе полученных формул. Получена оценка потока рассеянного излучения одиночной частицей в произвольном коническом телесном угле. Релея-Ганса-Дебая (РГД), проводится оптическая классификация ансамблей несферических частиц, в том числе и ориентированных, по микроструктуриым параметрам. Определены классы эквивалентности, в пределах которых элементы матрицы рассеяния имеют близкие значения. К одному классу эквивалентности относятся изотропные ансамбли частиц одинаковой формы и ориентационной структуры с равными усредненными по ансамблю частиц площадью поверхности, объемом и квадратом объема. Для оптически «мягких» частиц одному классу эквивалентности принадлежат изотропные ансамбли эллипсоидальных, сфероидальных и сферических частиц. Результаты иллюстрируются численными расчетами для полидисперсных ансамблей частиц цилиндрической, «чебышевской», эллипсоидальной, сфероидальной и сферической форм. В четвертой главе рассматривается задача определения параметров ориентационной структуры ансамблей осесимметричных частиц по данным обратного рассеяния. Для горизонтально ориентированных осесимметричных частиц определены два параметра, однозначно определяющих вклад ориентационной структуры в матрицу обратного рассеяния и накладывающие два независимых условия на функцию плотности ориентационного распределения частиц.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.304, запросов: 244