基于时域多分辨算法的非球形气溶胶散射特性仿真模拟

上一篇

下一篇

胡帅, 高太长, 李浩, 杨波, 江志东, 陈鸣, 李书磊. 2017: 基于时域多分辨算法的非球形气溶胶散射特性仿真模拟, 物理学报, 66(4): 141-158. doi: 10.7498/aps.66.044207
引用本文: 胡帅, 高太长, 李浩, 杨波, 江志东, 陈鸣, 李书磊. 2017: 基于时域多分辨算法的非球形气溶胶散射特性仿真模拟, 物理学报, 66(4): 141-158. doi: 10.7498/aps.66.044207
2017: Simulating scattering properties of nonspherical aerosol particles using multiresolution timedomain method, Acta Physica Sinica, 66(4): 141-158. doi: 10.7498/aps.66.044207
Citation: 2017: Simulating scattering properties of nonspherical aerosol particles using multiresolution timedomain method, Acta Physica Sinica, 66(4): 141-158. doi: 10.7498/aps.66.044207

基于时域多分辨算法的非球形气溶胶散射特性仿真模拟

Simulating scattering properties of nonspherical aerosol particles using multiresolution timedomain method

  • 摘要: 非球形气溶胶的散射特性是影响辐射传输模拟准确性的重要因素.为实现非球形、非均质气溶胶散射特性的模拟,基于MRTD(multi-resolution time-domain)方法建立了一个新的气溶胶散射模型.采用MRTD技术实现了近场电磁场的计算;考虑气溶胶的特殊性,推导了基于体积积分方法的近远场外推方法,实现了粒子散射振幅矩阵和穆勒矩阵的仿真;构建了粒子吸收和消光截面的计算模型,实现了粒子积分散射特性的高精度模拟.将MRTD散射模型的结果与Mie理论、T矩阵法进行了对比,验证了模型的准确性;讨论了空间网格粗细对模拟精度的影响,并定量分析了模型的运行效率.结果表明,MRTD散射模型的相函数模拟误差小于8%,其中前向散射方向小于4%;当粒径与入射光波长相当时,消光和散射效率因子的相对误差小于0.1%;空间网格粗细对模拟精度影响显著,当粒子尺度参数小于20时,在相同模拟精度要求下,所需网格尺寸随尺度参数呈先增大后减小的特征.
  • 加载中
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  298
  • HTML全文浏览数:  194
  • PDF下载数:  0
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 刊出日期:  2017-03-02

基于时域多分辨算法的非球形气溶胶散射特性仿真模拟

  • 解放军理工大学气象海洋学院,南京,211101
  • 解放军理工大学气象海洋学院, 南京 211101;解放军理工大学, 电磁环境效应与电光工程国家级重点实验室, 南京 210007
  • 解放军理工大学, 电磁环境效应与电光工程国家级重点实验室, 南京 210007
  • 海军航空工程学院,青岛,266041

摘要: 非球形气溶胶的散射特性是影响辐射传输模拟准确性的重要因素.为实现非球形、非均质气溶胶散射特性的模拟,基于MRTD(multi-resolution time-domain)方法建立了一个新的气溶胶散射模型.采用MRTD技术实现了近场电磁场的计算;考虑气溶胶的特殊性,推导了基于体积积分方法的近远场外推方法,实现了粒子散射振幅矩阵和穆勒矩阵的仿真;构建了粒子吸收和消光截面的计算模型,实现了粒子积分散射特性的高精度模拟.将MRTD散射模型的结果与Mie理论、T矩阵法进行了对比,验证了模型的准确性;讨论了空间网格粗细对模拟精度的影响,并定量分析了模型的运行效率.结果表明,MRTD散射模型的相函数模拟误差小于8%,其中前向散射方向小于4%;当粒径与入射光波长相当时,消光和散射效率因子的相对误差小于0.1%;空间网格粗细对模拟精度影响显著,当粒子尺度参数小于20时,在相同模拟精度要求下,所需网格尺寸随尺度参数呈先增大后减小的特征.

English Abstract

参考文献 (0)

目录

/

返回文章
返回