基于离散坐标方法的紫外光大气传输特性研究

《基于离散坐标方法的紫外光大气传输特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、国防科学技术大学硕士学位论文基于离散坐标方法的紫外光大气传输特性研究姓名：朱孟真申请学位级别：硕士专业：物理学指导教师：杨俊才20071101国防科学技术大学研究生院学位论文摘要随着紫外技术的发展，紫外通信、紫外成像、紫外侦查、紫外告警等技术受到越来越多的关注。紫外光在近地大气中传输特性的研究是紫外光应用技术中的关键技术之一，由于大气粒子对紫外光有强烈的散射，因而散射相函数的研究是紫外光大气传输研究必须解决的关键问题。本文从大气光学理论出发，运用球形粒子Mie散射理论，研究了近地大气中粒子对紫外光散射特性，并根据不同气象条件下的粒子谱分布情况，运用粒子群散射理论推导了不同天气条件下近似实际

2、大气的相函数，模拟计算其散射特性，并与实验结果比较，发现运用粒子群Mie散射理论计算的紫外光散射相函数，比目前的经验公式精确度有较大的提高。鉴于已有软件模拟非视线紫外光传输的局限性，本课题在国内首次运用离散坐标法建立了紫外光非视线传输模型。从辐射迁移方程的守恒形式出发，将空间划分为网格，将4石立体角方向进行离散，采用解析法求辐射强度角分布在网格中心的值，并用劈裂法进行高精度、高效率的求解。由此建立的模型可以求出空间任意一点、任意方向、任意时刻的辐射能量值，解决了辐射传输方程散射项的问题和复杂边界问题。通过搭建紫外光大气传输实验平台。从实验上对运用粒子群散射理论计算的紫外光散射相函数和采用劈

3、裂法对离散坐标化辐射传输方程求解的结果进行了验证，发现计算结果与实验结果吻合较好。为紫外通信总体方案的设计提供了理论依据。关键词：紫外光，散射，相函数，大气辐射传输，非视线，离散坐标，劈裂法第v页国防科学技术大学研究生院学位论文AbstractAlongwiththedevelopmentofUltraviolettechnology,moreandmoreattentionispaidtotheUVcommunications，UVimaging，UVdetection，UValarm，etc．ThestudyofUVsignaltransmissioncharacteristicsin

4、thenear-earthatmosphereisoneofthekeyofUVapplicationtechnology．BecauseofthestrongscatteringtoUVcausedbyatmosphericparticles，theresearchofscatteringphasefunctionisthekeyissuesthatUVatmospherictransmissionmustberesolved．ThispaperisbasedontheAtmosphericOpticalTheory．CombinedwiththeSphericalParticlesMi

5、eScatteringTheory,itdoestheresearchonthephasefunctionofthenear-earthatmosphereparticlesscatteringtoUV．Accordingtothedistributionofparticlesindifferentweatherconditions，itdeducesthephasefunctionofapproximateactualatmosphereindiverseweatherconditionsontheMassParticleScatteringTheory．Thecharacteristi

6、cofscatteringisimitatedbytheMatlabprocedure．AndthedataoftheultravioletrayscatteringphasefunctionwhichisfiguredoutbytheAtmosphericOpticalTheoryismuchmoreexactitudethanthethreeexperiencedformulas．Inviewofthelimitationsofnon-sightUVtransmissioninexistentsoftware，thispaperestablishestheUVnon—sighttran

7、smissionmodel、ⅣitlltheuseofdiscreteordinatemethodforthefirsttimeinOurcountry．Basedontheconservationformofradioactivetransferequation，itdividesspaceintogrids；anddispersed4xsolidangle．Itfiguresouttheradiationintens