中文摘要 | 第1-5页 |
英文摘要 | 第5-10页 |
主要符号表 | 第10-11页 |
1 绪论 | 第11-15页 |
1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
1.2 国内外同类研究概况 | 第12-13页 |
1.3 本文的主要研究工作 | 第13-15页 |
2 烟幕消光研究的技术背景 | 第15-31页 |
2.1 引言 | 第15-16页 |
2.2 理论模型 | 第16-17页 |
2.3 一些基本概念 | 第17-22页 |
2.3.1 任意极化电磁波 | 第17-18页 |
2.3.2 散射振幅矩阵 | 第18-19页 |
2.3.3 Stokes参量 | 第19-20页 |
2.3.4 Mueller矩阵 | 第20页 |
2.3.5 微粒的消光特性 | 第20-22页 |
2.4 光散射问题计算方法比较 | 第22-29页 |
2.4.1 解析方法 | 第22-24页 |
2.4.2 基于体积的方法 | 第24-26页 |
2.4.3 基于表面的方法 | 第26-29页 |
2.5 烟幕消光性能的实验测量 | 第29-30页 |
2.6 小结 | 第30-31页 |
3 回转体微粒的消光特性 | 第31-66页 |
3.1 引言 | 第31页 |
3.2 T矩阵方法的理论模型 | 第31-38页 |
3.2.1 矢量球面波函数 | 第31-33页 |
3.2.2 T矩阵方法 | 第33页 |
3.2.3 广义边界条件 | 第33-36页 |
3.2.4 回转体微粒的T矩阵 | 第36-37页 |
3.2.5 T矩阵的旋转 | 第37-38页 |
3.3 微粒的消光特性 | 第38-45页 |
3.3.1 任意形状微粒的消光特性 | 第38-39页 |
3.3.2 回转体微粒的消光特性 | 第39-41页 |
3.3.3 随机取向微粒的消光特性 | 第41-42页 |
3.3.4 随机取向微粒的相函数 | 第42-45页 |
3.4 算法研究 | 第45-51页 |
3.4.1 几种回转体模型 | 第46-47页 |
3.4.2 Gauss积分方法 | 第47页 |
3.4.3 收敛性判别 | 第47-49页 |
3.4.4 多分散微粒情况 | 第49页 |
3.4.5 程序流程图 | 第49-51页 |
3.5 计算结果验证 | 第51-53页 |
3.5.1 与Mie理论结果的比较 | 第51页 |
3.5.2 与回转椭圆体分离变量法的比较 | 第51-52页 |
3.5.3 与文献结果的比较 | 第52-53页 |
3.6 分析与讨论 | 第53-64页 |
3.6.1 Rayleigh近似的适用性 | 第53-55页 |
3.6.2 固定取向微粒的消光特性 | 第55-58页 |
3.6.3 形状对微粒消光特性的影响 | 第58-61页 |
3.6.4 粒径对微粒消光特性的影响 | 第61-62页 |
3.6.5 表面特征对微粒消光特性的影响 | 第62-64页 |
3.7 小结 | 第64-66页 |
4 烟幕凝聚粒子消光特性的Monte Carlo方法模拟 | 第66-97页 |
4.1 引言 | 第66页 |
4.2 凝聚粒子结构的Monte Carlo方法模拟 | 第66-73页 |
4.2.1 微粒凝聚的理论模型 | 第67页 |
4.2.2 “凝聚体—凝聚体”凝聚模型 | 第67-71页 |
4.2.3 模拟结果及其分形几何特征 | 第71-73页 |
4.3 凝聚粒子的消光性能计算 | 第73-82页 |
4.3.1 理论模型 | 第73-77页 |
4.3.2 变换矩阵 | 第77-78页 |
4.3.3 凝聚粒子的T矩阵计算 | 第78-80页 |
4.3.4 原始粒子为球形的简化情况 | 第80-81页 |
4.3.5 程序流程图 | 第81-82页 |
4.4 实际情况凝聚粒子的消光性能模拟 | 第82-83页 |
4.5 方法验证 | 第83-85页 |
4.5.1 与实际测试结果比较 | 第83-85页 |
4.5.2 与文献结果比较 | 第85页 |
4.6 分析与讨论 | 第85-92页 |
4.6.1 原始粒子半径很小的情况——与近似方法的比较 | 第85-87页 |
4.6.2 原始粒子数量对凝聚粒子消光特性的影响 | 第87-88页 |
4.6.3 原始粒子粒径对凝聚粒子消光特性的影响 | 第88-90页 |
4.6.4 回转半径相等的凝聚粒子的消光特性 | 第90页 |
4.6.5 凝聚粒子的消光特性对复折射率的敏感性分析 | 第90-92页 |
4.7 微粒分散性对消光性能影响的实验研究 | 第92-96页 |
4.7.1 碳黑的消光性能实验 | 第92-94页 |
4.7.2 石墨的消光性能实验 | 第94-96页 |
4.8 小结 | 第96-97页 |
5 辐射在烟幕中的传输过程模拟 | 第97-128页 |
5.1 引言 | 第97-98页 |
5.2 辐射传输方程 | 第98-103页 |
5.2.1 理论模型 | 第98-100页 |
5.2.2 辐射传输方程的推演 | 第100-101页 |
5.2.3 相函数 | 第101-103页 |
5.3 辐射传输方程的Gauss积分法求解 | 第103-112页 |
5.3.1 平面平行烟幕辐射传输方程的简化 | 第103-105页 |
5.3.2 平面平行烟幕辐射传输方程的通解 | 第105-106页 |
5.3.3 烟幕透过率 | 第106-107页 |
5.3.4 方法验证 | 第107-112页 |
5.4 在烟幕研究中应用Lambert-Beer定律的误差问题 | 第112-117页 |
5.4.1 Lambert-Beer定律及其在烟幕研究中的应用 | 第112-113页 |
5.4.2 Lambert-Beer定律的误差及其来源 | 第113-114页 |
5.4.3 散射性微粒的误差情况 | 第114-115页 |
5.4.4 吸收性微粒的误差情况 | 第115页 |
5.4.5 采用Rayleigh相函数时的误差情况 | 第115-117页 |
5.5 一级多次散射近似 | 第117-119页 |
5.5.1 辐射传输方程的一级多次散射近似解 | 第117-118页 |
5.5.2 一级多次散射近似的系统误差 | 第118-119页 |
5.6 辐射在烟幕中传输问题的Monte Carlo方法研究 | 第119-127页 |
5.6.1 算法研究 | 第119-121页 |
5.6.2 烟幕中光子的运动机理 | 第121-124页 |
5.6.3 Monte Carlo方法与Gauss积分方法的比较 | 第124-127页 |
5.7 小结 | 第127-128页 |
6 结束语 | 第128-130页 |
致谢 | 第130-131页 |
主要参考文献 | 第131-139页 |
附录A T矩阵及入射场、散射场展开系数的表示方法 | 第139-141页 |
附录B Wigner函数与广义球函数 | 第141-144页 |
附录C Clebsch—Gordan系数 | 第144-146页 |
作者攻读博士期间发表论文情况 | 第146页 |