非球形粒子的散射特性分析

本文首先利用T矩阵方法计算了复折射率吸收指数和折射指数变化时的椭球粒子和Chebyshev粒子在不同等效尺度参数下的光散射特性,并与等效的球形粒子的光散射结果进行了比较;然后分析以上两种类型非球形粒子散射特性之间的关系。结果表明:椭球粒子和Chebyshev粒子的散射特性与等效球形粒子的散射特性存在着差别,粒子的形状越偏离球形,这种差别就越大;复折射率折射指数的变化对非球形散射效率因子的影响要比吸收指数的影响更大一些;当等效尺度参数相同时,椭球粒子与等效球形粒子的散射效率因子的差别要远远大于Chebyshev粒子与等效球形粒子散射效率因子之间的差别。

烟幕凝聚粒子的消光特性研究

采用蒙特卡洛方法根据凝聚体 -凝聚体凝聚模型对由球形原始粒子聚集成的凝聚粒子的结构进行仿真 ,按T矩阵方法计算各种结构的消光和吸收系数 ,然后取所有结果的平均值来仿真实际情况烟幕凝聚粒子的消光特性。以碳黑为例的计算结果表明 :凝聚粒子的消光特性受到原始粒子数量、粒径以及结构的影响 ;粒子的凝聚将减弱烟幕的消光性能 ;当凝聚结构中原始粒子的数目一定时 。

非球形小粒子的光散射特性

推导了单色平面波照射下任意形状小粒子的解析散射振幅函数。分析表明,除非折射指数趋近于1,非球形小粒子与同质等体积球的光散射不等效。

随机取向椭球粒子的吸收特性

用Ｔ矩阵方法计算了折射率虚部的范围在０．００１至０．１的几种椭球粒子随机取向时在几种等效尺度参数下的光散射与吸收特性，并与等效的球形粒子的光散射结果进行了比较。分析结果表明：椭球粒子的吸收特性与等效的球形粒子的吸收特性存在着差别，这种差别随粒子的形状、尺度和折射率而改变，考虑到目前气溶胶粒子复折射率虚部的测量精度，以等效的球体粒子处理非球形粒子的吸收不会带来显著的误差。

关于非球形粒子光散射的T-矩阵数值计算方法的研究(英文)

首先介绍了无规取向轴对称非球形粒子光散射的T 矩阵数值方法。然后 ,进一步研究了T 矩阵计算的收敛问题 ,提出了一种新的关于无规取向无吸收非球形散射物体的物理收敛方法。我们研究了椭球粒子的收敛问题 ,结果表明我们的数值方法和T 矩阵计算程序是有效的。收敛精度对粒子的尺度和形状有很强的依赖性。在一定的条件下 ,我们的物理收敛程序优于NASAMishchenko的数学收敛程序。

激光衍射散射测量法的定量修正

本文考虑了颗粒层的遮光率对入射光强和对颗粒层散射光的影响 ,在给定条件下 。

激光衍射散射测量法的定量修正

考虑颗粒层的遮光率对入射光强和对颗粒层散射光的影响 ,考虑了这两个因素后 ,原激光衍射散射法的结果必须增加一个的修正系数 exp(- βd)

用于偏振云粒子探测系统的典型非球形粒子散射特性模拟

为进一步了解云物理过程,探测冰云及混合相云云粒子特性,提出了一种带有偏振通道的云粒子探测器模型,可以同时探测前向散射和后向散射一定立体角内的散射能量和退偏比。模拟了椭球,圆柱和球形粒子的相函数,不同角度的退偏比,总散射截面,发现球形粒子几乎不产生退偏,其退偏与椭球、圆柱粒子退偏有数个量级的差距,探测时可以直接以退偏分辨球形粒子。计算了在探测器前后两个接收立体角内非球形粒子的散射截面和退偏比均值,粒子退偏比和散射截面随粒子的横纵比变化比较连续,一定条件下可以分辨部分粒子的形状。粒子退偏比随粒子的等效半径变化波动,不利于探测时分辨粒子大小。在模拟的粒径范围内,粒子等效半径和散射截面大致成正相关,探测时可以以此分辨粒子大小。粒子散射模拟结果表明,该探测系统除可以进行球形粒子探测能力外,具有一定的非球形粒子探测能力。

气体管道内颗粒物在线检测特性

基于Mie散射理论及热力学原理,分析颗粒物粒径检测过程中粒径通道的穿越现象,揭示了白色光源下颗粒物物性对在线检测结果的影响机制及规律.结果表明,颗粒的吸收性会引起检测粒径发生穿越现象,粒径穿越通道数与颗粒粒径和折射率的实部与虚部密切相关.2种吸收性颗粒(A和B)粒径的在线检测值远小于真实值,且粒径跨越了多个通道.对粒径检测值进行修正,颗粒A和B的中位粒径分别由0.751和1.657μm变成1.668和2.759μm,与SEM测量结果(1.604和2.685μm)的误差均在5%内,验证了颗粒在线检测理论及分析方法的合理性和结果的准确性,同时表明颗粒吸收性对检测结果有较大影响.

背位核-卫星状银颗粒增强硅薄层光吸收研究

近年来,利用纳米颗粒增强薄膜太阳电池效率受到了广泛关注。本文研究了核-卫星状复合结构银颗粒背位增强1#m厚的硅薄层光吸收。采用了有限差分时域(Finite-difference Time-domain,FDTD)方法对所设计模型进行仿真模拟。结果发现,这种处在硅背面位置的复合结构银颗粒在很宽的光谱范围内具有很强的散射能力,同时,相比没有背位银颗粒阵列的1#m硅薄层,有颗粒阵列的硅薄层对光的吸收有着明显的增加。