水中气泡光散射动态特征及其与水粒光散射特征的对比研究.pdf

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1、第25卷第4期光散射学报Vo1．25NO．42013年l2月THEJOURNALOFLIGHTSCATTERINGDec．2013文章编号：1004—5929(2013)04—0347—07水中气泡光散射动态特征及其与水粒光散射特征的对比研究吴慧，王亚伟H，陈馀娇，徐媛媛。，金卫凤(1．江苏大学理学院，镇江212013；2．江苏大学机械学院，镇江212013)摘要：基于VirtualLab虚拟仿真软件建立了粒径在几十到几百微米内不同大小和形状的气泡模型。对其在平面光照射下的散射进行了仿真模拟，得到了气泡的前向、后向光散射特征

2、分布，将结果与水粒的光散射特征进行比较分析，发现：同～气泡前向散射远大于后向散射，但两者拥有十分相近的变化趋势。光源和气泡大小影响气泡远场散射幅值的大小、振荡频率、角宽度及次极大与主极大的比值。气泡结构的对称性影响着气泡远场散射的对称性。气泡与水粒的远场散射特性既联系又区别。该研究的结果可以为气泡的分析检测提供了一定的理论依据。关键词：气泡；水粒；光散射；虚拟仿真；特征分析中图分类号：O436．2文献标志码：ADynamicCharacteristicsofLightScatteringbyAirBubbleInWatera

3、ndComparisonwithThatofWaterDropletWUHui，WANGYa-wei¨，CHENYu-jiao，XUYuan-yuan。，JINWei—feng(1．FacultyofScience，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China；2．SchooloJMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Differentshapedairbubblemodelswithra

4、diibetweendozensofandafewhun—dredmicronsarebuiltbasedonthesimulationsoftwareofVirtualLab．Forwardaswellasbackwardscatteringdistributionsofplanewavesbythesemodelsareobtained．Afewcon—clusionsaregivenbycomparingtheresultswiththelightscatteringdistributionsbywaterdrople

5、ts．First，theforwardandbackwardlightscatteringdistributionsofanairbubblehavethesimilarvariationtrend，buttheforwardintensityismuchlargerthanthatofbackward．Second，thesizesoflightsourcesandbobblesinfluencethevalue，oscillationfrequency，angularwidthandtheratioofsubmaximu

6、mtoprincipalmaximumoftheam—plitudeoflightscattering．Lightscatteringhasthesamesymmetrywithairbubble．Third，thelightscatteringdistributionsofairbubbleandwaterdropletarebothrelatedanddifferent．Theresultsofthisstudyprovideatheoreticalbasisfortheanalysisandde—tectionofai

7、rbubbles．Keywords：Airbubble；Waterdroplet；Lightscattering；Virtualsimulation；Characteris—ticanalysis收稿日期：2013-01-25；修改稿日期：2013—03—05基金项目：国家自然基金(21146004)；高等学校博士学科点联合资助项目(20113227110018)；南通科学技术局资助项目(AS2011015)；江苏省博士后科研资助项目(1101113C)作者简介：吴慧(1988一)，女。硕士研究生，主要从事光信息处理方向的研

8、究．E—mail；wuhui101788@hotmail．corn通讯作者：王亚伟(1957一)，男，教授，博士生导师，主要从事激光应用技术与光学检测等方向的研究．E—mail：jszjwyw@sina．ca第4期吴慧：水中气泡光散射动态特征及其与水粒光散射特征的对比研究3491。重皇昌童