弥散颗粒介质辐射特性参数反演
弥散颗粒介质与日常生活息息相关，其辐射特性被广泛应用于工业生产、国防等各个方面。本文针对弥散颗粒介质的辐射特性参数反演进行了研究，根据反问题的特点，从弥散颗粒介质的辐射正问题计算和反问题求解方法两个方面入手，主要完成了以下工作: 在正问题方面，首先对颗粒的散射特性进行了研究。采用COMSOL有限元方法求解了非球形颗粒的散射特性，并采用GMM理论结合CCA模型建立了随机团聚颗粒散射求解模型。在研究范围内的计算结果显示随尺度参数的变化颗粒的形状及团聚状态都对颗粒的散射特性有影响。在求解颗粒散射特性基础上，在MATLAB平台建立了在非参与性介质中的弥散颗粒介质的辐射传输模型，包括蒙特卡洛方法模拟的半球透射率、半球反射率模型以及基于BEER定律的准直透射率模型，为反问题求解提供正向计算模型。 在反问题求解方面，首先基于L-M梯度优化方法，以透射光谱为测量量，根据颗粒散射求解理论结合K-K关系在MATLAB环境下反演了颗粒材料的复折射率。对K-K关系中非测量区间外推并且对柯西主值积分采取交错离散格式避免奇点影响。分别采用COMSOL livelink with MATLAB模块和GMM可执行文件将颗粒散射求解方法与反演算法结合，反演了不同形状及团聚态飞灰颗粒复折射率。然后以半球透射、半球反射、准直透射为测量量，基于BP神经网络方法建立了弥散颗粒介质辐射特性参数反演模型和团聚颗粒复折射率反演模型，并分析了网络参数和测量误差对反演结果的影响。在散射不对称因子接近于0时，测量误差对散射不对称因子反演准确性有很大影响，对吸收系数和散射系数影响较小。
弥散颗粒;蒙特卡洛;辐射特性反演;K-K关系;BP神经网络
南京理工大学
硕士
工程热物理
李佳玉
2017
中文
TB30
0
2017-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）