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云雨滴边界衍射的理论推导及数值模拟

岑家生 王青梅 罗晖 吴强

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云雨滴边界衍射的理论推导及数值模拟

    作者简介: 岑家生(1988-),男,硕士研究生,现主要从事光电技术的研究。.
    通讯作者: 王青梅, wqm66666@sina.com
  • 中图分类号: O436.1

Theoretical derivation and numerical analysis for droplet's boundary diffraction

    Corresponding author: WANG Qing-mei, wqm66666@sina.com ;
  • CLC number: O436.1

  • 摘要: 为了研究云和降水的微物理特性,根据杨氏边界衍射理论,结合MATHEMATICA和MATLAB两种数学软件,采取理论推导和数值模拟的方法,针对球形和椭球形云雨滴建立了在夫琅和费近似条件下,光轴上的单色点光源照射情况以及单色平行光照射情况的边沿衍射场分布;对单色平行光照射下云雨滴的边沿衍射进行了数值摸拟;并针对边沿衍射在雨滴探测中会引起的问题进行了分析,提出了变动阈值解决办法。结果表明,孔径衍射图样是几何投影光波和边界衍射光波的叠加;边界衍射是粒子边沿的不均匀性散射的结果,同等条件下随粒子大小和形状的差异而不同。这对云雨粒子的探测具有指导意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-22
  • 录用日期:  2011-04-07
  • 刊出日期:  2011-11-25

云雨滴边界衍射的理论推导及数值模拟

    通讯作者: 王青梅, wqm66666@sina.com
    作者简介: 岑家生(1988-),男,硕士研究生,现主要从事光电技术的研究。
  • 1. 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 长沙 410073;
  • 2. 北京航空气象研究所, 北京 100085;
  • 3. 中国人民解放军95844部队, 酒泉 735018

摘要: 为了研究云和降水的微物理特性,根据杨氏边界衍射理论,结合MATHEMATICA和MATLAB两种数学软件,采取理论推导和数值模拟的方法,针对球形和椭球形云雨滴建立了在夫琅和费近似条件下,光轴上的单色点光源照射情况以及单色平行光照射情况的边沿衍射场分布;对单色平行光照射下云雨滴的边沿衍射进行了数值摸拟;并针对边沿衍射在雨滴探测中会引起的问题进行了分析,提出了变动阈值解决办法。结果表明,孔径衍射图样是几何投影光波和边界衍射光波的叠加;边界衍射是粒子边沿的不均匀性散射的结果,同等条件下随粒子大小和形状的差异而不同。这对云雨粒子的探测具有指导意义。

English Abstract

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