本文選題：非球形氣溶膠 + 散射特性　； 參考：《物理學報》2017年04期

【摘要】：非球形氣溶膠的散射特性是影響輻射傳輸模擬準確性的重要因素.為實現(xiàn)非球形、非均質(zhì)氣溶膠散射特性的模擬,基于MRTD(multi-resolution time-domain)方法建立了一個新的氣溶膠散射模型.采用MRTD技術(shù)實現(xiàn)了近場電磁場的計算;考慮氣溶膠的特殊性,推導了基于體積積分方法的近遠場外推方法,實現(xiàn)了粒子散射振幅矩陣和穆勒矩陣的仿真;構(gòu)建了粒子吸收和消光截面的計算模型,實現(xiàn)了粒子積分散射特性的高精度模擬.將MRTD散射模型的結(jié)果與Mie理論、T矩陣法進行了對比,驗證了模型的準確性;討論了空間網(wǎng)格粗細對模擬精度的影響,并定量分析了模型的運行效率.結(jié)果表明,MRTD散射模型的相函數(shù)模擬誤差小于8%,其中前向散射方向小于4%;當粒徑與入射光波長相當時,消光和散射效率因子的相對誤差小于0.1%;空間網(wǎng)格粗細對模擬精度影響顯著,當粒子尺度參數(shù)小于20時,在相同模擬精度要求下,所需網(wǎng)格尺寸隨尺度參數(shù)呈先增大后減小的特征.
[Abstract]:The scattering property of non-spherical aerosols is an important factor affecting the accuracy of radiation transfer simulation. A new aerosol scattering model based on MRTD(multi-resolution time-domain method was developed to simulate the scattering properties of non-spherical and heterogeneous aerosols. The near far field extrapolation method based on volume integral method is deduced considering the particularity of aerosol and the simulation of particle scattering amplitude matrix and Muller matrix is realized. The calculation model of particle absorption and extinction cross section is constructed, and the high precision simulation of particle integral scattering characteristics is realized. The results of the MRTD scattering model are compared with the Mie theory T matrix method to verify the accuracy of the model, the influence of the spatial mesh thickness on the simulation accuracy is discussed, and the operational efficiency of the model is quantitatively analyzed. The results show that the simulation error of phase function of MRTD scattering model is less than 8, in which the forward scattering direction is less than 4, the relative error of extinction and scattering efficiency factor is less than 0.1 when the particle size and the appearance of incident light wave are at the same time, and the spatial mesh thickness has a significant effect on the simulation accuracy. When the particle size parameter is less than 20:00, the required mesh size increases first and then decreases with the same simulation precision.
【作者單位】： 解放軍理工大學氣象海洋學院;解放軍理工大學電磁環(huán)境效應(yīng)與電光工程國家級重點實驗室;海軍航空工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:41575025,41575024)資助的課題~~
【分類號】：O441.4

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本文編號：1933859