大气气溶胶粒子对平面波/波束的散射特性
发布时间：2021-04-23 11:58
本文主要研究了雾霾组分气溶胶粒子对平面波/波束的散射特性。其中雾霾组分主要包括硫酸铵、硫酸、硝酸铵和碳元素。散射特性的研究主要包括散射相函数、散射强度和微分散射截面随散射角的变化以及消光效率因子、散射效率因子和吸收效率因子随粒子尺寸参数的变化问题。主要工作成果如下:1.首先基于Mie理论研究了均匀球形和分层球形雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性,并比较了均匀球与含水分层球粒子散射特性的差异。然后利用T矩阵方法研究了均匀旋转对称椭球、圆柱体和切比雪夫雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性。将椭球粒子等效成相同体积的球形粒子计算其散射特性,并与椭球粒子的散射特性进行比较,得出在粒子半径与入射波波长相当的情况下,当旋转对称椭球的轴比接近1时,椭球可以等效成球形来计算其散射特性,而当旋转椭球接近于针形时,则不能等效成球形粒子来计算散射特性。最后还比较了旋转对称形粒子的形状对散射特性的影响。2.采用广义多球Mie理论（GMM）研究了团簇雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性,并比较了同组分团簇粒子与混合组分团簇粒子散射特性的差异以及相同团簇入射波方向不同时,团簇散射特性的差异。并使用广义多球Mie...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展及状况
1.3 论文主要内容及框架
第二章 大气气溶胶粒子的物理特征和基本散射理论
2.1 大气气溶胶粒子的物理特性
2.1.1 几种常见的大气气溶胶的粒径分布函数
2.1.2 大气气溶胶的复折射率和计算（反演）方法
2.2 单个气溶胶粒子散射的基本理论
2.2.1 瑞利散射
2.2.2 Mie散射
2.2.3 几何光学散射近似（GOA）
2.2.4 离散偶极子近似法（DDA）
2.3 本章小结
第三章 单个雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性
3.1 单个均匀球和分层球形气溶胶粒子对平面波的散射特性
3.1.1 单个分层球形粒子的Mie理论
3.1.2 单个均匀球和分层球形气溶胶粒子对平面波散射特性的比较
3.2 单个均匀旋转对称气溶胶粒子的散射特性
3.2.1 计算旋转对称非球形粒子散射特性的T矩阵原理
3.2.2 旋转对称非球形粒子散射特性的数值计算
3.3 本章小结
第四章 团簇雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性
4.1 多球粒子体散射特性的研究
4.1.1 GMM理论原理
4.1.2 多球形粒子散射体散射强度的数值计算
4.2 雾霾组分随机团簇气溶胶粒子的散射特性
4.2.1 簇团粒子的理论模型
4.2.2 雾霾组分团簇气溶胶粒子散射特性的数值计算
4.3 本章小结
第五章 单个霾组分球形气溶胶粒子对有形波束的散射特性
5.1 有形波束与球形粒子作用散射原理的介绍
5.1.1 广义Mie理论原理
5.1.2 波束因子的计算
5.2 单个霾组分球形气溶胶粒子对高斯波束的散射特性
5.2.1 高斯波束的描述以及与球形粒子散射波束因子的计算
5.2.2 单个霾组分均匀球形气溶胶粒子对高斯波束的散射特性
5.2.3 单个霾组分均匀和分层球形气溶胶粒子对高斯波束散射特性的比较 .
5.3 单个霾组分气溶胶粒子对贝塞尔涡旋波束的散射特性
5.3.1 贝塞尔涡旋波束与球形粒子散射的波束因子的计算
5.3.2 单个霾组分均匀球形气溶胶粒子对贝塞尔涡旋波束的散射特性
5.3.3 单个霾组分均匀和分层球形气溶胶粒子对贝塞尔涡旋波束散射特性的比较
5.4 单个霾组分气溶胶粒子对拉盖尔高斯波束的散射特性
5.4.1 拉盖尔高斯波束与球形粒子散射的波束因子的计算
5.4.2 单个霾组分均匀球形气溶胶粒子对拉盖尔高斯波束的散射特性
5.4.3 单个霾组分均匀和分层球形气溶胶粒子对拉盖尔高斯波束散射特性的比较
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Electromagnetic Scattering of a High-Order Bessel Trigonometric Beam by Typical Particles[J]. 崔志伟,韩一平,陈安涛. Chinese Physics Letters. 2015 (09)
[2]灰霾天气对大气气溶胶光学特征的影响[J]. 魏超,朱昊辰,钱佳丽,李光明. 四川环境. 2015(03)
[3]拉盖尔-高斯光束捕获双层球的捕获力计算[J]. 王娟,任洪亮. 中国激光. 2015(06)
[4]矢量多高斯-谢尔模型光束在大气湍流中上行链路中的传输特性[J]. 刘侠,吴国华,曹丁象,邓剑钦,肖青,姚建铨. 激光与光电子学进展. 2015(02)
[5]可见光波段非球形沙尘气溶胶散射和辐射特性的理论模拟[J]. 冯倩,邹斌,赵崴. 大气与环境光学学报. 2015(01)
[6]大气气溶胶尺度分布分形特征研究[J]. 徐延峰,陈辉,张志军. 气象与环境学报. 2012(03)
[7]大气气溶胶粒子散射相函数的数值计算[J]. 黄朝军,吴振森,刘亚锋,史平,熊晓军,井敏英. 红外与激光工程. 2012(03)
[8]球形粒子在聚焦拉盖尔-高斯光束中的散射特性研究[J]. 赵继芝,江月松,欧军,叶继海. 物理学报. 2012(06)
[9]离轴拉盖尔-高斯涡旋光束传输中的光斑演变[J]. 丁攀峰,蒲继雄. 物理学报. 2012(06)
[10]拉盖尔高斯涡旋光束的传输[J]. 丁攀峰,蒲继雄. 物理学报. 2011(09)
博士论文
[1]大气气溶胶对激光的衰减特性研究[D]. 赵文娟.西安电子科技大学 2014
[2]椭球粒子与激光有形波束的相互作用研究[D]. 韩璐.西安电子科技大学 2014
[3]复杂粒子对任意入射高斯波束散射的数值方法研究[D]. 崔志伟.西安电子科技大学 2012
[4]偏心粒子对有形波束散射及椭球粒子的彩虹特性[D]. 汪加洁.西安电子科技大学 2011
[5]西北沙尘气溶胶光学特性反演与沙尘暴的卫星监测[D]. 葛觐铭.兰州大学 2010
[6]复杂粒子体系对波束的散射及其应用[D]. 李海英.西安电子科技大学 2009
[7]广州灰霾期间气溶胶物化特性及其对能见度影响的初步研究[D]. 谭吉华.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 2007
[8]多粒子对高斯波束的相干散射[D]. 白璐.西安电子科技大学 2006
硕士论文
[1]灰霾等高浓度气溶胶中主要污染物粒子散射特性的研究[D]. 王东琴.西安电子科技大学 2015
[2]大气气溶胶粒子散射对激光大气传输影响的研究[D]. 李丽芳.中北大学 2013
[3]南京北郊气溶胶粒子的光学散射特性观测研究[D]. 丁峰.南京信息工程大学 2011
[4]非球形混合气溶胶紫外和可见光的传输与散射特性[D]. 汤双庆.西安电子科技大学 2010
[5]随机簇团光散射及激光大气传输、探测研究[D]. 朱君军.西安电子科技大学 2009
[6]群聚球形粒子光散射特性研究[D]. 白璐.西安电子科技大学 2002
本文编号：3155289
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展及状况
1.3 论文主要内容及框架
第二章 大气气溶胶粒子的物理特征和基本散射理论
2.1 大气气溶胶粒子的物理特性
2.1.1 几种常见的大气气溶胶的粒径分布函数
2.1.2 大气气溶胶的复折射率和计算（反演）方法
2.2 单个气溶胶粒子散射的基本理论
2.2.1 瑞利散射
2.2.2 Mie散射
2.2.3 几何光学散射近似（GOA）
2.2.4 离散偶极子近似法（DDA）
2.3 本章小结
第三章 单个雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性
3.1 单个均匀球和分层球形气溶胶粒子对平面波的散射特性
3.1.1 单个分层球形粒子的Mie理论
3.1.2 单个均匀球和分层球形气溶胶粒子对平面波散射特性的比较
3.2 单个均匀旋转对称气溶胶粒子的散射特性
3.2.1 计算旋转对称非球形粒子散射特性的T矩阵原理
3.2.2 旋转对称非球形粒子散射特性的数值计算
3.3 本章小结
第四章 团簇雾霾组分气溶胶粒子对平面波的散射特性
4.1 多球粒子体散射特性的研究
4.1.1 GMM理论原理
4.1.2 多球形粒子散射体散射强度的数值计算
4.2 雾霾组分随机团簇气溶胶粒子的散射特性
4.2.1 簇团粒子的理论模型
4.2.2 雾霾组分团簇气溶胶粒子散射特性的数值计算
4.3 本章小结
第五章 单个霾组分球形气溶胶粒子对有形波束的散射特性
5.1 有形波束与球形粒子作用散射原理的介绍
5.1.1 广义Mie理论原理
5.1.2 波束因子的计算
5.2 单个霾组分球形气溶胶粒子对高斯波束的散射特性
5.2.1 高斯波束的描述以及与球形粒子散射波束因子的计算
5.2.2 单个霾组分均匀球形气溶胶粒子对高斯波束的散射特性
5.2.3 单个霾组分均匀和分层球形气溶胶粒子对高斯波束散射特性的比较 .
5.3 单个霾组分气溶胶粒子对贝塞尔涡旋波束的散射特性
5.3.1 贝塞尔涡旋波束与球形粒子散射的波束因子的计算
5.3.2 单个霾组分均匀球形气溶胶粒子对贝塞尔涡旋波束的散射特性
5.3.3 单个霾组分均匀和分层球形气溶胶粒子对贝塞尔涡旋波束散射特性的比较
5.4 单个霾组分气溶胶粒子对拉盖尔高斯波束的散射特性
5.4.1 拉盖尔高斯波束与球形粒子散射的波束因子的计算
5.4.2 单个霾组分均匀球形气溶胶粒子对拉盖尔高斯波束的散射特性
5.4.3 单个霾组分均匀和分层球形气溶胶粒子对拉盖尔高斯波束散射特性的比较
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Electromagnetic Scattering of a High-Order Bessel Trigonometric Beam by Typical Particles[J]. 崔志伟,韩一平,陈安涛. Chinese Physics Letters. 2015 (09)
[2]灰霾天气对大气气溶胶光学特征的影响[J]. 魏超,朱昊辰,钱佳丽,李光明. 四川环境. 2015(03)
[3]拉盖尔-高斯光束捕获双层球的捕获力计算[J]. 王娟,任洪亮. 中国激光. 2015(06)
[4]矢量多高斯-谢尔模型光束在大气湍流中上行链路中的传输特性[J]. 刘侠,吴国华,曹丁象,邓剑钦,肖青,姚建铨. 激光与光电子学进展. 2015(02)
[5]可见光波段非球形沙尘气溶胶散射和辐射特性的理论模拟[J]. 冯倩,邹斌,赵崴. 大气与环境光学学报. 2015(01)
[6]大气气溶胶尺度分布分形特征研究[J]. 徐延峰,陈辉,张志军. 气象与环境学报. 2012(03)
[7]大气气溶胶粒子散射相函数的数值计算[J]. 黄朝军,吴振森,刘亚锋,史平,熊晓军,井敏英. 红外与激光工程. 2012(03)
[8]球形粒子在聚焦拉盖尔-高斯光束中的散射特性研究[J]. 赵继芝,江月松,欧军,叶继海. 物理学报. 2012(06)
[9]离轴拉盖尔-高斯涡旋光束传输中的光斑演变[J]. 丁攀峰,蒲继雄. 物理学报. 2012(06)
[10]拉盖尔高斯涡旋光束的传输[J]. 丁攀峰,蒲继雄. 物理学报. 2011(09)
博士论文
[1]大气气溶胶对激光的衰减特性研究[D]. 赵文娟.西安电子科技大学 2014
[2]椭球粒子与激光有形波束的相互作用研究[D]. 韩璐.西安电子科技大学 2014
[3]复杂粒子对任意入射高斯波束散射的数值方法研究[D]. 崔志伟.西安电子科技大学 2012
[4]偏心粒子对有形波束散射及椭球粒子的彩虹特性[D]. 汪加洁.西安电子科技大学 2011
[5]西北沙尘气溶胶光学特性反演与沙尘暴的卫星监测[D]. 葛觐铭.兰州大学 2010
[6]复杂粒子体系对波束的散射及其应用[D]. 李海英.西安电子科技大学 2009
[7]广州灰霾期间气溶胶物化特性及其对能见度影响的初步研究[D]. 谭吉华.中国科学院研究生院（广州地球化学研究所） 2007
[8]多粒子对高斯波束的相干散射[D]. 白璐.西安电子科技大学 2006
硕士论文
[1]灰霾等高浓度气溶胶中主要污染物粒子散射特性的研究[D]. 王东琴.西安电子科技大学 2015
[2]大气气溶胶粒子散射对激光大气传输影响的研究[D]. 李丽芳.中北大学 2013
[3]南京北郊气溶胶粒子的光学散射特性观测研究[D]. 丁峰.南京信息工程大学 2011
[4]非球形混合气溶胶紫外和可见光的传输与散射特性[D]. 汤双庆.西安电子科技大学 2010
[5]随机簇团光散射及激光大气传输、探测研究[D]. 朱君军.西安电子科技大学 2009
[6]群聚球形粒子光散射特性研究[D]. 白璐.西安电子科技大学 2002
本文编号：3155289
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