彌散顆粒介質(zhì)輻射特性參數(shù)反演.pdf

1、彌散顆粒介質(zhì)與日常生活息息相關(guān)，其輻射特性被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、國防等各個(gè)方面。本文針對(duì)彌散顆粒介質(zhì)的輻射特性參數(shù)反演進(jìn)行了研究，根據(jù)反問題的特點(diǎn)，從彌散顆粒介質(zhì)的輻射正問題計(jì)算和反問題求解方法兩個(gè)方面入手，主要完成了以下工作:
　　在正問題方面，首先對(duì)顆粒的散射特性進(jìn)行了研究。采用COMSOL有限元方法求解了非球形顆粒的散射特性，并采用GMM理論結(jié)合CCA模型建立了隨機(jī)團(tuán)聚顆粒散射求解模型。在研究范圍內(nèi)的計(jì)算結(jié)果顯示隨尺度參數(shù)的

2、變化顆粒的形狀及團(tuán)聚狀態(tài)都對(duì)顆粒的散射特性有影響。在求解顆粒散射特性基礎(chǔ)上，在MATLAB平臺(tái)建立了在非參與性介質(zhì)中的彌散顆粒介質(zhì)的輻射傳輸模型，包括蒙特卡洛方法模擬的半球透射率、半球反射率模型以及基于BEER定律的準(zhǔn)直透射率模型，為反問題求解提供正向計(jì)算模型。
　　在反問題求解方面，首先基于L-M梯度優(yōu)化方法，以透射光譜為測(cè)量量，根據(jù)顆粒散射求解理論結(jié)合K-K關(guān)系在MATLAB環(huán)境下反演了顆粒材料的復(fù)折射率。對(duì)K-K關(guān)系中非測(cè)量

3、區(qū)間外推并且對(duì)柯西主值積分采取交錯(cuò)離散格式避免奇點(diǎn)影響。分別采用COMSOL livelink with MATLAB模塊和GMM可執(zhí)行文件將顆粒散射求解方法與反演算法結(jié)合，反演了不同形狀及團(tuán)聚態(tài)飛灰顆粒復(fù)折射率。然后以半球透射、半球反射、準(zhǔn)直透射為測(cè)量量，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了彌散顆粒介質(zhì)輻射特性參數(shù)反演模型和團(tuán)聚顆粒復(fù)折射率反演模型，并分析了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和測(cè)量誤差對(duì)反演結(jié)果的影響。在散射不對(duì)稱因子接近于0時(shí)，測(cè)量誤差對(duì)散射不對(duì)稱因子