Computer simulation of laser radiation scattering parameters by polydisperse aerosol particles
Keywords:
polydisperse aerosol particles, laser radiation, laser probing of flowsAbstract
The paper proposes a method for solving inverse problems for laser remote sensing of industrial aerosol flows and analytical parameterization for the dependence of the average geometric particle size and the average geometric deviation of the logarithmically normal distribution on the average volume-surface diameter. Algorithms for calculating the optical characteristics of both individual particles and polydisperse systems have been studied. A special algorithm for calculating optical characteristics has been created and implemented in computer codes using Delphi 2009. It has a good agreement with previously developed codes.
References
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
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Lasers. Measurements. Information
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Copyright information
Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
Вы можете свободно:
Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:
– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения).
– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.
– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения.
Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
You are free:
to Share — to copy, distribute and transmit the work
Under the following conditions:
Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).
Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.
No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work.
Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.
