近红外波段气溶胶粒子形状和性质对散射特性的影响

为了研究近红外波段气溶胶粒子的形状和性质对散射特性的影响,将气溶胶粒子视为非球形粒子,并用T矩阵理论对0.94 μm波段的气溶胶粒子进行了一系列计算分析.计算结果表明:进行单个气溶胶粒子的散射计算时其形状因子是不可忽视的元素,单个气溶胶粒子的散射相函数随着粒子形状的不同在前向和后向有明显变化;进行气溶胶粒子前向体散射计算时非球形粒子近似成球形粒子带来的误差较小,后向误差仍较大;气溶胶粒子性质的不同,即折射指数和数密度的不同对散射特性影响较大.     

气溶胶粒子的吸收对散射光强的影响

研究了气溶胶粒子的球形和旋转椭球两种模型的吸收效应对散射光强分布的影响. 文中使用Mie散射理论和T矩阵两种方法,分别得到了球形粒子和旋转椭球粒子对正入射的偏振光和非偏振光散射的散射光强随散射角的变化关系,同时,给出了气溶胶粒子的吸收效应对后向散射光强影响的仿真结果. 根据计算出的结果模拟得到了后向散射光强与球形气溶胶粒子的吸收效应成指数关系,而与旋转椭球气溶胶粒子吸收效应成非线性变化关系.      

气溶胶粒子形状对其辐射特性影响的研究

在处理大气的长、短波辐射时常常假定粒子为球形。本用扩展边界条件法及Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法计算了随机取向的非球形气溶胶粒子的衰减、吸收截面、相函数、不对称因子、单次散射反照率等辐射参量，研究了形状因子及粒子表面粗糙度对这些量的影响。     

变换域函数空间下周期非均匀积分与重构方法

目前线性正则变换域内的周期非均匀采样理论构造的重构函数具有较高的旁瓣和缓慢衰减的速率,针对该问题,借助线性正则变换域多抽样率信号处理理论和多通道准确重建滤波器组理论,提出了基于线性正则函数空间的周期非均匀积分与重构理论.通过引入自由度较高的分段积分窗函数,该算法不仅可构造出具有紧支撑特性的重构函数,并且积分通道数不受函数空间基函数支撑区间长度的限制,更适用于只能获取有限采样点和硬件资源的实际应用场合.仿真结果表明,该算法与其他传统算法相比,可以降低插值误差,提高重构性能,减少资源开销.      

隧道薄膜的特性矩阵

为能将隧道薄膜与光存储分层媒质看成一个整体膜系分析固体浸没透镜的透过率,将Abeles的光波在介质分层媒质中的传播理论和分析方法扩展到了隧道薄膜.给出隧道薄膜的特性矩阵和透过率函数,分析出按隧道薄膜厚度指数增加的解的系数是该解倒数的平方,由此证明隧道薄膜中两个衰减方向相反的倏逝波都是电磁场方程的合理解.据此计算分析了两类用于近场光学存储的固体浸没透镜的透过率.结果说明,超半球齐明固体浸没透镜的透过率一般优于半球同心固体浸没透镜的透过率.     

参数化计算海洋上空大气漫射透过率

精确计算大气漫射透过率和下列面反射率是任何一种卫星反演气溶胶特性的方法的关键所在.相关文献已经给出了计算海洋上空的大气漫射透过率经验公式,利用该公式计算MODIS第一波段到第七波段的海洋上空的大气漫射透过率,发现无论是在瑞利--气溶胶双层大气还是在纯瑞利大气下其精度都是有限的;在观测角00到400范围内,气溶胶为无吸收或弱吸收性且光学厚度最大0.4的情况下,其误差是3%-4%;误差随着气溶胶吸收性、气溶胶光学厚度和观测角度的增大而增大,随着波长的减小而减小.为了提高计算精度和适用范围,用一个简单的数学方法来改写该公式.在观测角θ≤60°、多种成份气溶胶且光学厚度τa≤0.6时,改写后的公式计算的MODIS第一波段到第七波段的海洋上空的大气漫射透过率,其误差小于1%.该参数公式的确立,对精确反演海岸带的气溶胶光学特性和水色有重要意义.     

基于零相位非抽样小波的微弱特征提取

为消除正交小波非对称性引起的非线性相位对分解结果的不利影响,结合零相位滤波原理与非抽样小波变换,提出了一类具有零相位特性的小波非抽样分解算法——零相位非抽样小波变换.为了降低零相位非抽样小波变换的计算量,采用基于重叠保留法与圆周卷积相结合的快速卷积算法代替传统卷积算法.零相位非抽样小波变换不仅克服了Mallat算法中因隔点采样环节造成的平移可变与频率折叠等诸多缺陷,也消除了传统非抽样小波变换分解结果出现移位与畸变的不足,非常适合于微弱特征提取.通过电机轴承故障诊断实例分析证实了该算法可用于提取微弱故障特征.     

面向船体分段建造的二维不规则空间调度方法

针对船体分段建造计划的时空特性和分段投影不规则形状的特点,提出了综合时间和空间的多目标分段建造空间调度优化模型.该模型将船体分段投影抽象为更接近实际形状的不规则多边形,提出分段调度中的悬挂和重叠现象的检验方法和解决方案.设计了具有时空特性的改进粒子群算法,采用均值自适应加权法解决多目标权值分配问题,使目标函数值比例均衡.最后,以船厂实际数据为例进行实验验证.结果表明,所提出的调度方法能有效地提高船舶分段生产效率和空间利用率,并具有较强实用性.     

SnO_2 薄膜光谱透过率及气敏特性研究

研究了半导体氧化物ＳｎＯ２膜及其掺杂薄膜的光谱透过率气敏特性，导出了光波在固体介质中传播时的光折射率、消光系数、吸收系数的表示式，以及在“空气—薄膜—玻璃”三元系统中光透过率的近似表达式；解释了气敏使半导体氧化物薄膜系统光透过率变化的原因。所有这些结果与解释，与我们的实验结果相一致，也与一些文献报导的实验结果相符合［１，２］。     

PMN-PT透明陶瓷中气孔和晶界对光散射的影响分析

根据Mie和Raleigh-Gans-Debye散射理论,用matlab编程模拟了0.65PMN-0.35PT透明陶瓷中气孔及晶界处双折射对光透过率的影响。结果表明,陶瓷中光的直线透过率和总透过率都随着气孔率的增大而迅速减小,而随着气孔半径的增大先减小后增大;光的直线透过率在气孔尺寸与入射光波长相近时取得最小值;随着晶粒尺寸的增大光的直线透过率单调递减,而总透过率几乎无变化。     

基于蒙特卡罗法的轨迹再现转向机构稳健性设计

对于转向梯形机构,以转向过程的运动精度为目标函数,以主销中心距、轴距、转向梯形底角和转向梯形臂长度四个参数作为设计变量,以最小传动角及最大角度误差作为约束,建立了基于响应面方法的稳健设计数学模型. 应用具有正态分布参数的蒙特卡罗稳健设计方法,对汽车转向机构进行了优化设计. 比较了确定性优化方法与蒙特卡罗方法的设计结果. 在转向角度误差相差不大的情况下,应用蒙特卡罗方法设计的转向机构最小传动角大,系统的传递性能及运动性能好,并且当设计变量出现微小变化时,能有效保证转向系统的运动轨迹.     

光在多层生物组织中传输的蒙特卡罗模拟

提出一种基于蒙特卡罗方法的数学模型 ;建立一个移动的球坐标系采样光子包传输方向 ;模拟了光在多层具有不同光学参数的组织中传输的漫反射率、漫透射率和光通量等光学特性 ,并将结果与已发表的结果进行对比 ,验证了该算法的正确性     

基于改进Patchmatch及切片采样粒子置信度传播的立体匹配算法

针对立体匹配时视差不连续区、倾斜平面及非前向平行平面误匹配较高的问题,提出了一种基于改进Patchmatch及切片采样粒子置信度的立体匹配算法.定义了具有边缘特性的Patchmatch相似性函数,并建立基于Patchmatch的非前向平行平面视差平面估计模型.利用粒子置信度传播代替原有的最近邻搜索,使用较少的粒子近似目标分布,并采用切片采样马尔可夫链蒙特卡罗方法解决传播过程中粒子重采样更新问题.Middlebury图像数据集测试表明,该算法能够降低视差不连续区域的误匹配,有效地提高了倾斜平面及非前向平行平面图像的匹配精度.     

近红外光子在生物组织中迁移的仿真及应用

通过对光与生物组织相互作用物理本质的分析,介绍了一种求解光子在生物组织中迁移规律的蒙特卡罗计算方法。方法假定入射光为离散的光子,并受到生物组织的吸收和散射。认为光子在两次散射之间的长步和散射方向虽然是随机的,但可引入随机变量予以确定。对大量光子进行计算就可以获得光在生物组织中传播的宏观数据。将此方法用于脂肪组织,所得结果与实验符合甚好。说明此方法可用于检测人体皮下脂肪层的厚度,并对合理设计红外无损检测的传感器可提供依据     

太湖二类水体水色遥感的大气校正问题探讨

基于简化的大气辐射传输模型,提出一种基于图像本身的水色遥感大气校正方法。根据清洁水体在绿光波段的离水辐射相对稳定的特点,来估算清洁水体像元在绿光波段的气溶胶参数,插值获取整幅图像在绿光波段的气溶胶参数,根据大气校正因子为1的假设,外推获取蓝、红波段的气溶胶参数。以太湖为研究区,对Landsat5TM蓝、绿、红波段进行大气校正,反演出离水辐亮度,进而获得水体的遥感反射率。对反演的水体遥感反射率与准同步实测的相应采样点水体遥感反射率进行了对比分析,结果表明,该方法有效地去除了大气效应对遥感数据的影响,经过大气校正的反射率值接近实测反射率值。     

基于Monte Carlo方法的扩散光在组织体中传输过程研究

光在组织体中的传输过程是扩散光的随机吸收和散射的过程,采用辐射传输方程来表示,由于方程比较复杂,无法直接得到解析解,传统方法是通过蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真模拟。通过对经典蒙特卡罗方法中的步长和权重的更改,完成对光子在组织体中传输过程的快速仿真。在相同的仿真条件下,同时对经典蒙特卡罗方法和改进的方法进行仿真实验,改进方法能够大幅度提高仿真速度;并对于含有异质子的组织体进行仿真,结果表明改进的方法不仅提高了速度,而且保证了实验结果的准确性。     

路径抽样法在贝叶斯模型选择中的应用

为采用贝叶斯分析方法解决模型选择问题,针对传统的Box-Cox模型线性与非线性的选择问题,将路径抽样法应用于贝叶斯因子的计算,引进一个连续的路径参数并且假定它满足一定的概率分布,利用该路径参数连接待选择的模型,使计算贝叶斯因子的工作主要集中于马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)抽样上,从而简化了使用贝叶斯分析方法的计算过程,实现了路径抽样法在模型选择中的具体应用．     

蒙特卡罗方法用于研究堆的屏蔽计算

为解决研究堆的屏蔽计算问题 ,讨论了应用 MonteCarlo方法的 MCNP程序进行反应堆的屏蔽计算 ,引入了结合抽样技术的 MCNP分步计算的方法。该方法特别适用于计算物理模型比较大 ,屏蔽层比较厚 ,粒子的穿透距离比较长的问题。在这一类的问题中 ,单步计算根本无法计算出结果 ,利用分步计算和抽样技术则能在较短的时间内以较高的精度 (统计误差小于 10 % )得出结果。结合抽样技术的MCNP分步计算方法能够很好地解决深穿透问题     

伴随粒子碳氧比测井的应用

为使伴随粒子碳氧比测井方法得到实际应用,本文利用Monte Carlo中子输运程序MCNP4C对伴随粒子碳氧比(C/O)测井模型进行了一系列模拟计算,研究了γ射线强度最大的源距与中子出射角度的关系;屏蔽体的长度、大小、材料、形状的不同设计与γ射线计数的关系等。研究表明:γ射线强度最大源距与中子出射角度的余弦成正比,而屏蔽体的不同设计对仪器性能有较大的影响,本研究可为仪器设计提供理论参考。