Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Компьютерное моделирование процессов рассеяния оптического излучения аэрозольными средами

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-8-43-48

Полный текст:

Аннотация

Одно из важных направлений в области оптического приборостроения — развитие технологий симуляции оптических процессов в произвольной дисперсной среде. Это позволит в будущем отказаться от физических испытаний с использованием дорогостоящего оборудования в пользу компьютерной симуляции эксперимента. В работе представлены результаты моделирования процессов рассеяния оптического излучения аэрозольными средами с использованием метода конечных элементов. Приведен алгоритм построения модели со следующими исходными условиями: радиус сферической частицы дистиллированной воды — 1 мкм, длина волны падающего оптического излучения — 0,6328 мкм, окружающая частицу среда — воздух. На основе модели разработана компьютерная программа, позволяющая, помимо автоматизации виртуального эксперимента, создавать случайное расположение частиц с изменением их геометрической формы и размеров в заданных пределах. Представлены модельные зависимости интенсивности излучения от углов рассеяния для одной частицы и их группы. Полученные результаты симуляции прохождения светового луча сквозь дисперсную среду и анализа индикатрисы рассеяния группой частиц могут быть использованы для проектирования требуемой конструкции детекторов (фотодатчиков) и определения минимального количества фотоприемных устройств при измерении параметров исследуемой среды.

Об авторе

В. В. Семенов
Донской государственный технический университет
Россия

Владимир Владимирович Семенов

346500, Ростовская область, г. Шахты, ул. Шевченко 147



Список литературы

1. Маслов В. П., Федорюк М. В. Квазиклассическое приближение для уравнений квантовой механики. — М.: Наука, 1976. — 296 с.

2. Лопатин В. Н., Приезжев А. В., Апонасенко А. Д. и др. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред. — М.: Физматлит, 2004. — 384 с.

3. Akkermans E., Wolf P., Maynard R. Coherent backcattering of light by disordered media: analysis of the peak line shape / Phys. Rev. Lett. 1986. Vol. 56. N 14. P. 1471 – 1474.

4. Солимено С., Крозиньяни Б., Ди Порто П. Дифракция и волноводное распространение оптического излучения / Пер. с англ. — М.: Мир, 1989. — 664 с.

5. Drake R. M., Gordon J. E. Mie scattering / The American Journal of Physics. 1985. Vol. 53(10). Oct. 1. P. 955 – 963.

6. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами / Пер. с англ. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1961. — 536 с.

7. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами / Пер. с англ. — М.: Мир, 1986. — 660 с.

8. Лопатин В. Н., Сидько Ф. Я. Введение в оптику взвесей клеток. — Новосибирск: Наука, 1988. — 240 с.

9. Lopatin V. N., Shepelevitch N. A., Lopatin V. V. The use of Wentzel – Kramers – Brillouin approximation for the solution of inverse light scattering problem / Proc. International Workshop «Electromagnetic and light scattering: theory and application». — Moscow, 1997. P. 67 – 70.

10. Mishchenko M. L., Hovenier J. W., Travis L. D. Light scattering by nonspherical particles. — San Diego: Academic Press, 2000. — 690 p.

11. Mishchenko M. L., Hovenier J. W. Depolarization of light backscattered by randomly oriented nonspherical particles / Optics Lett. 1995. Vol. 20. N 12. P. 1356 – 1358.

12. Загороднюк В. Т., Семенов В. В. Модель рассеяния оптического излучения угольной пылью / Изв. вузов. Сев.-кав. регион. Тех. науки. 2001. № 2. С. 19 – 20.

13. Семенов В. В. Результаты компьютерного моделирования оптических пылемеров для контроля угольной пыли / Изв. вузов. Сев.-кав. регион. Тех. науки. 2001. № 3. С. 23 – 24.

14. Семенов В. В., Асцатуров Ю. Г., Фетисов В. М., Ханжонков Ю. Б. Разработка системы проектирования абсорбционных пылемеров / Изв. вузов. Сев.-кав. регион. Тех. науки. 2004. Прил. 6. С. 121 – 126.

15. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2012618319 от 14.09.2012. Расчет параметров рассеяния и ослабления излучения пылью / Семенов В. В.; заявка № 2012616394 от 27.07.2012.

16. Беляев С. П., Никифорова Н. К., Смирнов В. В. и др. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей. — М.: Энергоиздат, 1981. — 232 с.


Для цитирования:


Семенов В.В. Компьютерное моделирование процессов рассеяния оптического излучения аэрозольными средами. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(8):43-48. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-8-43-48

For citation:


Semenov V.V. Computer simulation of optical radiation scattering by aerosol media. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(8):43-48. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-8-43-48

Просмотров: 53


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)