Компьютерное моделирование параметров рассеяния лазерного излучения полидисперсными аэрозольными частицами

Авторы

  • С. В. Половченко Новороссийский политехнический институт (филиал) Кубанского государственного технологического университета
  • П. И. Сарычев Новороссийский политехнический институт (филиал) Кубанского государственного технологического университета
  • П. В. Чартий Новороссийский политехнический институт (филиал) Кубанского государственного технологического университета

Ключевые слова:

полидисперсные аэрозольные частицы, лазерное излучение, лазерное зондирование потоков

Аннотация

В работе предложены метод решения обратных задач для лазерного зондирования промышленных аэрозольных потоков и аналитическая параметризация для зависимости среднего геометрического размера частиц и среднего геометрического отклонения логарифмически-нормального распределения от среднего объёмно-поверхностного диаметра. Проведено исследование алгоритмов расчёта оптических характеристик как отдельных частиц, так и полидисперсных систем. Построен специальный алгоритм расчёта оптических характеристик, реализованный в компьютерных кодах с использованием Delphi 2009, который имеет хорошее согласие с ранее разработанными программами.

Библиографические ссылки

Привалов В.Е., Шеманин В.Г. Параметры лидаров для дистанционного зондирования газовых молекул и аэрозоля в атмосфере. С.- Пб. Балтийский ГТУ «ВОЕНМЕХ». 2001.

Архипов В.А. Лазерные методы диагностики гетерогенных потоков. Томск : Изд-во Томского ун-та, 1987.

Mie G. Ann. Phys., 1908. V. 25, P, 377-445.

Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. – М.: Мир, 1971.

Стрэттон Дж. Теория электромагнетизма. М. – Л. Гостехиздат, 1949

Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во ИЛ, 1961.

Борен К., Xафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986.

Айвазян Г.М. Распространение миллиметровых и субмиллиметровых волн в облаках. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

Kerker M. Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation. N-Y. Academic, 1969.

Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, Т.1. М.: Мир, 1981.

Лукашевич Н.Л., Шари В.П. Численный расчет характеристик рассеяния света полидисперсными сферическими частицами. Методические вопросы. М. ИПМ АН СССР. Препринт № 83, 1977, 62 стр.

Математическая энциклопедия. В 5 Т. М.: Изд. Сов. Энциклопедия. 1984.

Суетин П.К. Классические ортогональные многочлены. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.

Wriedt T. Mie theory 1908, on the mobile phone 2008. // J. Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. 2008. V. 109. P. 1543–1548.

Таблицы по светорассеянию. / Под ред. К.С. Шифрина, И.Л. Зельмановича. Т.1, 1966. Т.2, 1968, Т.3, 1968, Т.4, 1971. Т.5, 1973. Л.: Гидрометеоиздат, 1966-1973.

Jiangi Shen, Xiashu Cai. Algorithm of Numerical Calculation on Lorentz Mie Theory. //Progress In Electromagnetics Research Symposium. 2005, Hangzhou, China.

Ruo-Jian Zhu , Jia Wang, Guo-Fan Jin. Mie scattering calculation by FDTD employing a modified Debye model for Gold material. // Optik. 2005. V. 116. P. 419–422.

Jianqi Shen. Algorithm of Numerical Calculation on Lorentz Mie Theory. // PIERS Online 1. 200. V. 6, P. 691-694.

Wiscombe W. J. Mie scattering calculations: Advances in technique and fast, vector – speed computer codes. // NCAR/TN-140 STR. National Center of Atmospheric Research, Boulder, Colo, 1979.

Dave J.V. Scattering of visible light by large water spheres. // Applied Optics. 1969. V. 8. No.1. P. 155–164.

Dave J.V. Scattering of electromagnetic radiation by a large absorbing sphere. //IBM J. Res. and Development. 1969. V. 13. No 3. P. 302 – 313.

Wiscombe W.J. Improve Mie scattering algorithms. // Appl. Optics. 1980. V. 19. No.9. P. 1505–1509.

Шигапов А.Б., Шайдуллин Р.Н., Ганеев Р.Р., Садыков М.Д., Калимуллин А.В. Индикатриса рассеяния полидисперсными частицами аэрозолей. // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2008. № 5-6. С. 21-27

Peng-Wang Zhai, Changhui Lia, Kattawar G.W., Ping Yang. FDTD farfield scattering amplitudes: Comparison of surface and volume integration methods. // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2007. V. 106. No. 1-3. P. 590-594.

Lentz W.J. A method of computing spherical Bessel function of complex argument with tables. // Researchand development technical rept. Rept no ECOM–5509, AD–767223/1GA, 1973. – 160 p.

Lentz W.J. Generating Bessel functions in Mie scattering calculation using continued fractions. // Applied Optics. 1976. V. 15. No.3. P. 668–671.

Grandy W.T. Scattering of waves from large spheres. Cambridge University Press. 2005.

Guei-Gu Siu, Lu Cheng. Mie solution of light scattering from spheres of radii up to 80 mkm with digit-array method. // JOSA B. 2002. V.19. No. 8. P. 1922-1929.

Du H. Mie-scattering calculation. //Applied Optics.2004. V. 43. No. 9. P. 1951-1956.

Bateman H. The mathematical analysis of electrical and optical wave motion on the basis of Maxwell’s equations. Cambridge University Press. 1915.

http://www.archive.org/download/mathematicalanal00baterich/ mathematicalanal00baterich. pdf, accessed 15. Aug. 2008.

Laven P. The optics of a water drop. Mie scattering and the Debye series. 2013. www.philiplaven.com

Laven P. Mie Plot 4.3/ A computer program for scattering of light from a sphere using Mie theory & the Debye series. 2013. www.philiplaven.com

Aden A.L. Electromagnetic scattering from spheres with sizes comparable to the wavelength. // Appl. Phys. 1951. V. 22. No.5. P. 601–605.

Васильев А.В. Универсальный алгоритм расчета оптических характеристик однородных сферических частиц. I. Одиночные частицы. // Вестник СПбГУ, сер.4: Физика, химия. 1996. Вып. 4 (№ 25), С. 3 – 11.

Архипов В.А., Шереметьева У.М. Аэрозольные системы и их влияние на жизнедеятельность. Томск: Изд. Томского Гос. Пед. университета. 2007.

http://atmos.iao.ru/. Атмосфера и окружающая среда. 2009.

Тимофеев Ю.М. Об обратных задачах атмосферной оптики. // Известия АН, Физика атмосферы и океана. 1998. Т.34, № 6, С.793-798.

Половченко С.В. Расчет оптических характеристик полидисперсных систем. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014661007 от 21 октября 2014

Половченко С.В. Оптические характеристики полидисперсных систем в широком диапазоне изменения входящих параметров Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014621475 от 22 октября 2014

Опубликован

2024-02-01

Как цитировать

Половченко, С. В., Сарычев, П. И., & Чартий, П. В. (2024). Компьютерное моделирование параметров рассеяния лазерного излучения полидисперсными аэрозольными частицами. Лазеры. Измерения. Информация, 3(4), 19-35. извлечено от http://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/74

Выпуск

Раздел

Лазерная физика

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)