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椭球粒子声辐射力计算及分析

应用声学 2020年第4期39卷 550-557页

作者：王明升欧阳杰刘浩崔自宪杭州应用声学研究所杭州310012 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

针对水下椭球粒子,以声散射理论为基础,采用分波序列的方法,建立了椭球粒子声辐射力的理论计算模型.进而根据声辐射力计算公式,以刚性椭球粒子和液体椭球粒子为例,计算并分析不同Bessel波束作用下椭球粒子的轴向声辐射力函数特征.数值... 详细信息

针对水下椭球粒子,以声散射理论为基础,采用分波序列的方法,建立了椭球粒子声辐射力的理论计算模型.进而根据声辐射力计算公式,以刚性椭球粒子和液体椭球粒子为例,计算并分析不同Bessel波束作用下椭球粒子的轴向声辐射力函数特征.数值仿真计算结果表明,对于刚性椭球粒子,扁平椭球粒子相对于细长椭球粒子更有助于激发负声辐射力;对于液体椭球粒子,细长椭球粒子相对于扁平椭球粒子更加容易产生负声辐射力;对于不同介质的椭球粒子,不同的入射波束激发的负声辐射力的效果也存在明显的差异.该结果为复杂的尺寸和介质粒子声操控技术提供了理论的可行性.

关键词：椭球粒子声辐射力 Bessel波束分波序列方法

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长径比对椭球粒子液晶行为的影响

高等学校化学学报 2019年第6期40卷 1201-1206页

作者：徐明杰孙玉伟朱有亮付翠柳黄以能李占伟孙昭艳伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室伊宁835000 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093

利用Gay-Berne模型,结合分子动力学模拟方法,研究了粒子长径比对椭球粒子液晶行为的影响,考察了粒子长径比对向列相和近晶相的影响.结果表明,长径比相对较小的粒子有利于向列相的形成,而长径比相对较大的粒子更有利于近晶相的形成.分析... 详细信息

利用Gay-Berne模型,结合分子动力学模拟方法,研究了粒子长径比对椭球粒子液晶行为的影响,考察了粒子长径比对向列相和近晶相的影响.结果表明,长径比相对较小的粒子有利于向列相的形成,而长径比相对较大的粒子更有利于近晶相的形成.分析了近晶相和向列相形成的动力学过程.

关键词：椭球粒子长径比向列相近晶相 Gay-Berne模型分子动力学

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非球形椭球粒子参数变化对光偏振特性的影响

物理学报 2016年第6期65卷 139-147页

作者：张肃彭杰战俊彤付强段锦姜会林长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室长春130022 长春理工大学电信学院长春130022

针对自然界中多数沙尘、烟煤粒子的非球形问题,在球形粒子偏振特性的基础上,进一步研究非球形椭球粒子的折射率、有效半径、粒子形状等参数变化对光偏振特性的影响,采用基于T矩阵的非球形粒子仿真方法,模拟非偏振光经椭球粒子传输后光... 详细信息

针对自然界中多数沙尘、烟煤粒子的非球形问题,在球形粒子偏振特性的基础上,进一步研究非球形椭球粒子的折射率、有效半径、粒子形状等参数变化对光偏振特性的影响,采用基于T矩阵的非球形粒子仿真方法,模拟非偏振光经椭球粒子传输后光的偏振特性及其与球形粒子间的差异,并以实际沙尘、海洋、烟煤三种气溶胶粒子为例说明结果的正确性.结果表明:当折射率实部越小,虚部越大时,球形粒子与非球形粒子的偏振差异越不明显;当粒子有效半径增加时,球形粒子偏振度的变化比非球形粒子更为明显,且最大值分别出现在散射角为150?和120?的位置;当粒子形状不同时,不同形状椭球及球形粒子的差异在散射角小于60?时并不明显,且当椭球粒子纵横比互为倒数时,两种粒子的偏振特性近似相同.通过以上分析可知,在光传输过程中,椭球粒子多数情况下无法被近似为球形粒子进行计算.

关键词：非球形椭球粒子偏振特性 T矩阵

均匀椭球粒子对拉盖尔-高斯光束的散射特性研究

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物理学报 2013年第11期62卷 239-246页

作者：欧军江月松邵宇伟屈晓声华厚强闻东海北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

基于广义Mie理论,研究了椭球粒子对在轴入射的拉盖尔-高斯光束的散射特性.通过局域近似法求解椭球坐标系中的波束因子,计算得到了波束因子之间满足的普遍关系.对散射强度随椭球粒子不同尺寸参数和扁圆程度的变化特性进行了数值计算,并... 详细信息

基于广义Mie理论,研究了椭球粒子对在轴入射的拉盖尔-高斯光束的散射特性.通过局域近似法求解椭球坐标系中的波束因子,计算得到了波束因子之间满足的普遍关系.对散射强度随椭球粒子不同尺寸参数和扁圆程度的变化特性进行了数值计算,并针对不同拓扑荷时的散射强度进行了对比分析.结果表明:当椭球粒子尺寸在与入射光波长可比拟的范围内变化时,散射强度随尺寸参数的增大而增大,随椭球长短轴之比和拓扑荷的增大而减小.本文的理论研究能够为拉盖尔-高斯光束在粒径测量、大气激光通信、大气遥感等领域的应用提供更准确的粒子模型和参考价值.

关键词：椭球粒子拉盖尔-高斯光束波束因子散射强度

椭球粒子烟雾浓度对激光偏振度影响的实验研究

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应用光学 2018年第6期39卷 921-928页

作者：马莉莉段锦于婷战俊彤鲍富成郭红芮长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

以斯托克斯矢量理论为基础,通过搭建偏振传输半实物模拟装置进行模拟实验,观测激光在模拟环境(不同浓度的椭球粒子在非均匀分布状态)下偏振度(degree of polarization,DOP)的变化。实验选取灵芝孢子碳化粉末作为椭球粒子的实验对象,通... 详细信息

以斯托克斯矢量理论为基础,通过搭建偏振传输半实物模拟装置进行模拟实验,观测激光在模拟环境(不同浓度的椭球粒子在非均匀分布状态)下偏振度(degree of polarization,DOP)的变化。实验选取灵芝孢子碳化粉末作为椭球粒子的实验对象,通过烟雾机将椭球粒子形成不同浓度的烟雾,研究入射波长为532nm、671nm的激光在0°、+45°、90°的线偏振光以及左旋圆偏振光经过模拟环境后偏振度(DOP)的变化情况。实验结果表明:入射偏振光随着烟雾浓度的增大,偏振度呈下降趋势;3种入射线偏振光随浓度增大降幅不尽相同,没有明显的规律可循;不同波长低浓度烟雾时,线偏振光与圆偏振光的偏振度下降幅度大抵相同,大约为3%左右;随着烟雾浓度的增大,线偏振光的偏振度表现出不同程度的下降,可达20%,圆偏振光的偏振度仅下降5%,表现出了较好的保偏能力。

关键词：偏振传输斯托克斯矢量椭球粒子非均匀分布偏振度

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椭球粒子电磁散射的边界条件的讨论

物理学报 2000年第1期49卷 57-60页

作者：韩一平吴振森西安电子科技大学物理系西安710071

纠正了ＳｈｏｊｉＡｓａｎｏ在处理椭球介质粒子电磁散射问题的边界条件中的几个错误。

关键词：椭球粒子电磁散射边界条件

含有密集随机分布内核的椭球粒子光散射特性研究

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物理学报 2009年第9期58卷 6222-6226页

作者：孙贤明申晋魏佩瑜山东理工大学电气与电子工程学院电子信息科学系淄博255049

给出了一种结合射线追踪和蒙特卡罗方法计算含核粒子光散射的方法,内核粒子可以为稀疏分布也可为浓密分布.粒子外边界的反射和折射由射线追踪方法计算,而粒子内部的多次散射过程由蒙特卡罗方法模拟;当内核粒子为浓密随机分布时,其单次... 详细信息

给出了一种结合射线追踪和蒙特卡罗方法计算含核粒子光散射的方法,内核粒子可以为稀疏分布也可为浓密分布.粒子外边界的反射和折射由射线追踪方法计算,而粒子内部的多次散射过程由蒙特卡罗方法模拟;当内核粒子为浓密随机分布时,其单次散射特性由基于静态结构因子(static structure factor)的浓密介质光散射理论计算.最后讨论了含核椭球粒子模型的单次散射特性.

关键词：射线追踪技术蒙特卡洛方法光散射椭球粒子

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椭球粒子对电磁波散射的系统辨识模型

兰州大学学报（自然科学版） 2005年第2期41卷 81-85页

作者：李应乐弓树宏黄际英西安电子科技大学理学院陕西西安710071 咸阳师范学院科技产业处

利用球形粒子的Mie解逼近椭球粒子的内外透射场与散射场,首先建立了求解任意椭球粒子对电磁波散射的系统辨识模型,在毫米波段,数值计算了非球形雨滴的内外电磁场和微分散射截面.结果表明雨滴的前向散射场大于后向散射场,后向散射场无径... 详细信息

利用球形粒子的Mie解逼近椭球粒子的内外透射场与散射场,首先建立了求解任意椭球粒子对电磁波散射的系统辨识模型,在毫米波段,数值计算了非球形雨滴的内外电磁场和微分散射截面.结果表明雨滴的前向散射场大于后向散射场,后向散射场无径向分量,较大的球粒子的Mie解对椭球粒子的内外场的贡献较大,椭球引起的交叉极化分辨率随观察点的变化而变化;讨论了进一步提高计算精度的方法.

关键词：系统辨识椭球粒子散射电磁波

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随机取向双层椭球粒子偏振散射特性研究

物理学报 2011年第11期60卷 370-376页

作者：孙贤明王海华申晋王淑君山东理工大学电气与电子工程学院淄博255049

基于T矩阵方法,给出了随机取向、轴对称、含核椭球粒子的散射计算方法.散射体的核和外壳均可为非球形粒子,整个粒子具有轴对称性.以含核椭球粒子为模型,计算了含有吸收性内核(黑炭,black carbon)的水凝物气溶胶的散射特性,分析了核的大... 详细信息

基于T矩阵方法,给出了随机取向、轴对称、含核椭球粒子的散射计算方法.散射体的核和外壳均可为非球形粒子,整个粒子具有轴对称性.以含核椭球粒子为模型,计算了含有吸收性内核(黑炭,black carbon)的水凝物气溶胶的散射特性,分析了核的大小、形状对消光系数、散射系数、吸收系数、不对称因子、单次散射反照率以及Muller矩阵等的影响.

关键词：光散射 T矩阵 Muller矩阵椭球粒子