考虑复散射的颗粒群光散射蒙特卡罗算法研究

在Ｍｉｅ光散射理论对单个颗粒光散射计算的基础上，应用蒙特卡罗直接模拟方法实现对颗粒群的复散射计算，得出了不同粒径及分布、不同颗粒浓度条件下，颗粒群的复散射光强分布．该方法可用于在线颗粒测量中的复散射计算．     

火灾烟雾颗粒的光学散射特性研究

从理论和实验两个方面研究了几种常见的燃烧烟雾在不同波长激光下的散射特性。从Mie散射理论出发，比较几种Mie散射算法的优缺点，采用一种改进的连分式算法对火灾烟雾颗粒的散射光强分布进行计算，得出不同粒径大小和波长下光强分布图。结合理论计算，设计一套实验装置，测量并计算在不同角度下3种烟雾颗粒和面粉气溶胶散射光的相对光强比，实验测量值与理论计算值吻合较好。研究结果表明不同种类烟雾散射光相对光强比互不相同，火灾烟雾与非烟雾气溶胶差距较大，从而表明散射光相对光强比是区分不同烟雾特定的物性参数，为火灾烟雾探测技术发     

纳米SiC颗粒SAXS表征及其与 XRD、SEM的比较

对在不同工艺下制备的两组纳米SiC颗粒分别进行了小角X射线散射(SAXS)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试．结果显示，两组颗粒试样存在尺寸和粒度分布差异，不同测量方法所包含的信息各有侧重．利用二维探测器XRD系统进行了SAXS和XRD测量，探讨了该系统在SAXS测量中的数据采集和处理方法，对这些测试结果及其与SEM的结果进行了综合分析比较．发现SAXS更适合于样品尺寸的总体状态表征。能提供更丰富的信息，计算结果更可靠．     

前向小角光散射法测量颗粒平均尺寸

根据Ｍｉｅ散射在前向小角范围内散射光强是颗粒尺寸的单调函数，并且与散射粒子材料、折射率和形状无关的特性，介绍了一种通过测量前向小角散射光强来确定颗粒群平均尺寸的方法，该方法能够将测量范围扩大到４０μｍ，而且操作方便，重复性好，与计算机技术联用后可以发展为一种新型的粒子在线检测技术。     

全散射法测量颗粒粒径分布技术的进展

本文介绍了国内外光学全散射法测粒技术的发展过程、存在的主要问题,提出一改进后的新方法:用多波长全散射法测量颗粒粒径分布。该方法不仅可消除全散射法测量结果有多值性的缺陷,而且可以直接获得颗粒的粒径分布,测试粒径范围也有所扩充(0.03～8μm)。文章还给出了用独立及非独立模式的两种算法,求解粒径分布的数值模拟结果以及对聚苯乙烯标准颗粒的实测结果。计算和实测的结果令人满意。     

基于PCS的纳米颗粒粒度测量系统设计

引入不同孔径的光纤传输激光和散射光子,不同孔径的Y形光纤传输入射光和散射光,采用光子相关光谱法（PCS）设计了纳米颗粒测量系统.讨论了光纤芯径、显微物镜的数值孔径、温度和散射角度对测量结果的影响.实验结果表明,温度在13~22 ℃超净间中,该系统能准确地测量纳米颗粒粒度.     

基于回转椭球模型分析烟颗粒非球形性对光散射模式影响

针对火灾烟颗粒的链状结构特征,采用回转椭球模型,通过“T矩阵法”,分析其非球形性对光散射模式的影响.分别在固定取向与随机取向条件下,分析了“扁长”形回转椭球、球体及“扁圆”形回转椭球的散射光强分布.结果表明,在固定取向情况下,半轴比值a/b=1.0的球体对应的散射光强度分布的等高线均为直线;然而,对于半轴比值a/b＜1.0的“扁长”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凸线,半轴比值a/b＞1.0的“扁圆”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凹线.在随机取向条件下,球体（a/b=1.0）对应的取向平均散射光强度分布曲线的震荡最为剧烈,而a/b=0.5,2.0,4.0对应的三条曲线表明,非球形性越强的颗粒对应的散射光强分布曲线越平滑.     

纳米颗粒的测量与表征

介绍了纳米颗粒测量的各种方法，有电镜观察法，X射线衍射线宽法，激光粒度分析法，比表面积法，颗粒沉降法，拉曼散射法，扫描探针显微术以及小角X射线散射等，并对其测量原理，测量过程，适用范围及测量方法优缺点进行了讨论。     

扩展激光粒度仪散射光接收角上限的新方法

激光粒度仪中使用的矩形样品池的透明壁会对颗粒的散射光产生全内反射效应，该效应将限制光电探测器可接收到的散射光的散射角上限。针对此问题设计了一种棱镜式样品窗，可以有效地扩大可接收散射光的散射角范围。根据不同的需要给出了几种可以选择的方案。     

一种用于动态光散射测量的虚拟数字相关仪

根据数字相关的基本原理, 利用高速数据采集卡和实验室虚拟仪器工程平台LabVIEW, 设计开发用于动态光散射测量的数字相关仪. 利用该数字相关仪对动态光散射实测数据进行分析处理, 给出散射光强的时间自相关函数曲线, 反演计算了颗粒粒度, 并与已知粒度进行比较, 得到较好的测试结果.      

外混合微粒的消光效率因子的特征及一种简单近似

基于M ie散射理论,在已有的单微粒消光效率因子(EEF)的基础上,建立了由不同尺寸、不同折射率微粒外混合的多微粒系EEF的计算方法,并就其特征进行了分析.计算表明:外混合微粒的EEF随粒度变化总是先快速增加,然后整体减小并趋向于定值;随着分布宽度或折射率虚部的增加,消光曲线的震荡逐步减弱直至消失,这样EEF将更易确定,而随着折射率实部的增加,其极大值位置或震荡特征向着粒度减小的方向移动.研究表明,对强吸收或宽分布的微粒及其混合体,消光曲线不会震荡,且在粒度达到一定值后,曲线几乎重合并随粒度缓慢下降而最终趋于定值.对此,提出了一种简单而实用的近似式,该式与理论值的平均和最大相对误差分别不超过1.0%和2.0%,说明了该近似公式的准确性.由于在实际工程及应用中,往往面对的是外混合的多微粒系,因此本研究具有较强的实际指导价值.     

基于激光散射法的气溶胶颗粒测量系统的接收参数分析

大型民用客机座舱空气中的颗粒污染物直接影响乘客健康和安全,需要采用有效的气溶胶检测系统及时发现空气品质的好坏,光散射式颗粒计数器是常用的检测设备.在光散射气溶胶颗粒粒径和计数浓度测量方法中,测量结果一般受被测粒子折射率影响.为了提高对客机座舱环境气溶胶粒径的测量精度,根据Mie理论和光通量计算公式,对大气中5种常见气溶胶粒子——水、硫酸、硫酸铵、炭黑和金属以及标准粒子聚苯乙烯（PSL）粒子,在不同接收方向角θ和接收孔径半角β值下的散射光通量F与粒径D关系曲线（F-D曲线）进行了全面系统的计算模拟,并模拟采用PSL标准粒子标定,计算并比较了3种接收参数下粒径模拟测量结果与理论值的误差情况.通过对大量模拟结果的比较分析,发现θ为40°和β为45°的接收参数下,5种粒子的F-D曲线较为接近且单调性较好,表明折射率对5种粒子测量结果的影响都较小.     

不同粉磨工艺水泥的颗粒、矿物组成分布及性能

研究了采用不同粉磨工艺制备的水泥的颗粒分布及矿物组成分布对水泥与混凝土物理性能的影响．研究结果表明：水泥颗粒分布与粉磨设备条件及工艺参数密切相关，选用高效选粉机，增大循环负荷及控制适当的比表面积，可获得较窄的颗粒分布；由于C3S易磨性较好，易富集于水泥细颗粒中，通过提高水泥颗粒的集中程度及适当增大比表面积，可有效地把熟料中的C3S富集于30μm以下的水泥颗粒中；当水泥熟料质量、混合材质量、水泥比表面积控制水平较接近，水泥颗粒分布集中(主要集中在5～30μm范围)时，水泥的标准稠度需水量较大，凝结时间较长，1d强度较低，但3d，28d抗压强度较高，在混凝土中则表现为新拌混凝土泌水较严重，1d抗压强度偏低，3d．28d抗压强度增幅较大．     

内燃机缸内流场测量示踪粒子的选取与供给

为了了解内燃机缸内流场状况，研究了使用激光粒子图像PIV测量技术时示踪粒子的选取原则和添加方法，介绍了自行研制的带有Laskin喷嘴的新型粒子添加装置及其在实际发动机缸内流场测量中的具体应用．结果表明，该装置可以产生粒径均匀的液态示踪粒子，这些粒子具有良好的跟随性和光散射特性，所得的PIV测量结果比较理想．     

颗粒粒径的光散射法测量研究

系统论述了测量颗粒粒径常用的几种光散射法,分别是衍射法、全散射法、角散射法和光子相关光谱法,对于颗粒粒径测量技术的发展,具有一定借鉴价值。     

一种基于Mie散射的颗粒物浓度测量方法

 根据Mie 散射理论,采用连分式递推算法,进行了微粒散射的数值模拟。借助特殊函数库得出简化的Mie 散射理论的数值模拟方法,省去了推导的复杂性,同时提高了计算程序运算速度。利用水溶胶模拟大气溶胶进行光散射实验,采用三波长法计算得到各样本的平均粒径,根据消光定律模拟出微粒浓度与光强变化之间的关系,为空气中微粒浓度的测量提供了理论依据。     

多分散系统不同粒径颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法

利用线性八叉树的拓扑结构对八叉树大小邻居搜索算法进行改进,在Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法的基础上提出了一种快速预判大小颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法．新算法对各种粒径分布的颗粒系统均有较好的适应性,且受颗粒形状和堆积密度的影响较小．对一个包含大中小3种粒径的颗粒系统进行计算,并与Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法结果进行比较,发现多重八叉树搜索算法在运行时间上有非常强的优势．     

Numerical simulation of acoustic wake effect in acoustic agglomeration under Oseen flow condition

We numerically simulate the hydrodynamic interaction of aerosol particles due to the acoustic wake effect under the Oseen flow condition.Attraction is found for two nearby particles with an orientation angle of 0 to 50° with respect to the acoustic field,and weak repulsion is found outside this range.Good agreement is obtained between the numerical results and experiments in the literature.We study the influence of particle size,sound wave frequency and the particle separation.The result shows that the acoustic wake effect plays a significant role in acoustic agglomeration.It could be either the major agglomeration mechanism of monodisperse aerosols or the major refill mechanism for polydisperse aerosols to supplement orthokinetic interaction.     

用动态光散射法测量纳米、亚微米颗粒研究的新进展

系统地介绍了近年来国外在动态光散射测粒技术研究上取得的进展 ,包括测量装置的小型化改进、新的粒径求取方法—— SPP法的提出、单角度互相关和双角度互相关与自相关方法的比较、三阶相关理论在颗粒测量中的可行性研究 ,以及在有热晕现象情况下的准确测量问题等