简易Mie散射数值计算方法的研究

在回顾光散射理论发展史的基础上,分析了常规Mie散射计算实现过程中的问题,并论述一种改进的简易Mie散射数值计算方法。参照科学记数法定义了一种“EDecimal”类型的数据结构及其基本数学运算和三角函数运算。采用动态链表技术实现了高效的C++ Mie散射计算程序。该程序不仅可以用来处理极端条件下的Mie散射计算,而且显著降低了算法的时间复杂度,提高了执行效率。与相同精度要求下采用Wiscombe编写的MIEV0程序的计算结果进行了比较,并指出此程序精确可靠。     

闪光照相中FXRMC和MCNP4B的散射比较研究

 散射问题是高能辐射成像研究中的一个重要问题,采用蒙特卡罗模拟来确定散射对提取客体信息的影响是一种重要的研究手段。简单介绍了FXRMC和MCNP4B程序的特点及其记录方式;在确保相同输入参数的条件下,针对不同的照相模型进行了对比计算。结果表明两个程序计算的散射照射量相对差别小于5%,说明这两个程序具有较高的符合程度。通过与实验结果的比较发现,这两个程序模拟的散射分布与实验结果基本一致,均可用于高能闪光照相的模拟研究。还给出了在散射检验方面的一些建议。     

1．06μm激光大气后向散射强度仿真计算研究

针对激光大气后向散射信号对激光导引头制导性能的影响,分析了激光大气后向散射的形成,利用MATLAB语言对1．06μm激光大气后向散射信号强度进行了仿真计算,同时设计开发了一套模拟计算软件,并通过试验验证了软件计算激光大气后向散射信号强度的准确性。     

Mie光散射理论的数值计算方法

Mie散射级数的计算速度和精度对颗粒测量结果有着重要的影响。针对不同颗粒直径和相对折射率，一般采用前向递推，后向递推，连分式法等计算Mie散射级数。在这3种方法的基础上提出一种改进算法，即首先通过连分式法计算Mie散射级数的初始值，然后后向递推其余各值。该算法在Matlab中实现时，数据以数组的数据类型存储和调用，程序采用递归算法。通过比较计算结果发现，该算法耗时短且结果不易溢出，具有快速、稳定、不受颗粒直径和折射率范围影响等优点。     

Li-Al靶件产量计算方法

ORIGEN2程序经过改造后，已经适合了反应堆的运行工况，并在现有乏燃料的计算中取得了比较满意的结果。因此选用ORIGEN2程序作为Li-Al件产量的计算软件。ORIGEN2程序的结果数据文件，包含了大量原始和结果数据。由于数据繁杂，不利于分析，而且多数数据并非所需，因此需要编制结果数据提取程序，提取需要的数据。     

水下掩埋目标的散射声场计算与实验

水下掩埋目标声散射问题是识别和探测掩埋目标的理论基础, 是声散射研究领域的热点问题. 本文基于射线声学推导了掩埋情况下目标声散射计算的格林函数近似式, 并在此基础上进一步给出了相应的远场积分公式. 在有限元方法的基础上, 将推导得到的公式写入有限元仿真软件, 对软件功能进行拓展, 构建二维轴对称目标的声散射模型, 并计算掩埋情况下弹性实心球在不同条件下的目标强度, 获得了其散射声场随频率、掩埋深度、沙层吸收系数等参数的变化规律. 开展实心球的自由空间和浅掩埋条件下水池声散射实验, 利用共振隔离技术处理实验数据, 提取目标声散射的纯弹性共振特征进行分析, 结果表明可将其用于掩埋目标识别和探测. 最后利用总散射声场与理论计算结果进行对比, 验证了理论仿真的正确性.     

中型tokamak中快离子的约束

利用三个运动常数发展了导心轨道程序GCORBIT. 该程序在计算轴对称tokamak中带电粒子导心轨道的同时，也考虑了纵场纹波和螺距角散射的效应. GCORBIT可以用来计算轴对称tokamak中的导心轨道，计算速度空间的损失区，计算快离子的损失份额. 与已有的工作相比，GCORBIT计算出的速度空间损失区包括了多种效应：偏滤器位形中的非闭合轨道、由于导心轨道与第一壁相交引起的首次轨道损失、纵场纹波局部磁阱俘获、纹波随机扩散以及速度空间不连续约束区导致的螺距角散射效应增强. GCORBIT程序已被用于分析“先进超导托卡马克实验装置”(experimental advanced superconducting tokamak,EAST) tokamak中快离子的约束. 并讨论其中的某些数值计算结果. 关键词： 导心轨道程序 快离子约束 tokamak     

三维中子-光子输运的蒙特卡罗程序MCMG

三维中子-光子输运蒙特卡罗程序MCMG发展了针对物质的碰撞机制,几何块、几何面动态可扩展, 随机数周期进一步扩大到261。可进行多群-连续截面耦合计算,多群散射展开到P5,并考虑了中子上散射,程序配备了通用和专用多群截面库。MCMG模拟取得了与MCNP程序和实验一致的结果,串行计算速度较MCNP快2~4倍,可进行上万处理器核的并行计算。     

临界装置实验大厅散射中子分布研究

采用蒙特卡罗方法,通过MCNP5程序对实验大厅内不同散射体产生的散射贡献及散射中子分布进行了计算。结果表明,散射中子强度随离开临界中子源距离先呈减小趋势,在接近大厅墙壁处则出现增加,呈现明显的"W"形状。同时设计并验证了模拟结果的正确性,结果表明模拟计算与实验测量结果的趋势相同,证明了计算结果的可靠性。     

连续照明时成像对比度与气象条件的关系

 通过同轴激光连续照明成像模型分析了大气后向散射对成像对比度的影响，得出了考虑散射因素时成像对比度的计算公式。基于不同气象条件下大气粒子散射特点，讨论了霾和雾两种不同天气时成像对比度随照明距离的变化规律，并与实验结果进行了对比，计算结果与实验吻合较好。     

中高能电子和N2（^1Σ^＋g）,CO（^1Σ^＋）弹性散射全截面的计算

此文采用由原子轨道线性组合构成的自洽场分子轨道，用一级玻恩近似计算了能量为１００－５０００ｅＶ的电子与Ｎ２（＾１Σ＾＋ｇ、ＣＯ（＾１Σ＾＋）弹性散射的微分截面和全截面。由于采用Ｇａｕｓｓ函数的线性组合拟合Ｓｌａｔｅｒ函数的方法，得到了弹性散射微分截面的解析表达式，使计算大大简化，计算得到的电子和Ｎ２，ＣＯ散射的总截面和实验结果进行了比较，当入射电子的能量大于１ｋｅＶ时，理论值和实验值之间符合得很好     

Mie散射物理量的数值计算

介绍Ｍｉｅ散射物理量，如振幅函数，强度函数，偏振度，散射系数，消光系数和吸收系数等的数值计算法，给出这一算法的计算公式和运行时间，并与其它Ｍｉｅ散射物理量计算算法进行比较。     

结合计算层析与光学相干层析测量折射率分布

通过将计算层析技术与光学相干层析技术相结合,测量散射介质非均匀折射率分布。该方法测量散射样品折射率分布时,通过光学相干层析技术测量散射样品折射率分布在多个方向上的投影,采用计算层析技术实现对样品折射率分布的层析重建,克服了传统折射率光学测量方法如单纯的基于光学相干层析原理的焦点追迹法和光程匹配法,不能测量散射介质非均匀折射率分布的缺点。采用该方法在实验中对梯度折射率棒的径向相对折射率分布进行层析重建,取得了较好的实验结果。     

非均匀散射层矢量辐射传输(VRT)方程高阶散射解的迭代法

将散射介质层在z轴方向划分成薄层，用薄层的一阶散射强度、Fourier变换和迭代方法求解散射介质整层的矢量辐射传输(VRT)方程的高阶散射解.该方法将一阶散射与高阶散射迭代结合起来，计算公式简明，可计算高阶迭代解，计算时间少.计算结果与一层均匀散射介质的VRT方程一阶Mueller矩阵解、半空间均匀散射介质二阶Mueller矩阵解、以及离散坐标-特征值特征矢量法的VRT热辐射的数值解作了全面的比较.提出并讨论了非均匀散射层主动与被动VRT方程的高阶解.本计算程序可以通用于非球形粒子多层结构及非均匀介质的散射和热辐射计算. 关键词： VRT方程 分层 迭代解     

应用MORSE程序计算中子的天空反散射

用中子源模拟粒子加速器，以MORSE程序分析计算由于天空反散射引起的中子剂量当量的变化规律，揭示了天空反散射的实质，计算结果可供加速器或核设施环境评价和防护设计使用．计算模型采用将中子源置于空心圆柱体中，圆柱体分为有顶盖屏蔽和无顶盖屏蔽两种情况．中子源能量分别为2.38MeV、14Mev和巨共振中子．中子源为各向同性．此外，还分析计算了不同的发射立体角和不同散射介质的影响．     

极端相对论性核碰撞中的奇异重子与QGP讯号

用带有弦集体相互作用和再散射的Ｆｒｉｔｉｏｆ程序新版，计算了Ｓ（２００ＧｅＶ／ｃ）＋Ｐｂ反应中奇异重子与反重子的比值．和的理论值和相应实验数据，在实验数据彼此偏差的范围内相符合．这表明：奇异重子与反重子的比值在强子背景下可能得到解释．     

30-3000eV的正电子被O2、H2O及CH4散射的总截面计算

使用可加性规则，在Hartree-Fock水平上计算了30-3000eV的正电子被三个分子（O2、H2O及CH4）散射的总截面。计算正电子被三个分子散射的总截面时，首次使用了被束缚原子概念修正过的复光学势（这一复光学势考虑了分子中两个原子间的电子云重叠效应）。将正电子被这三个分子散射的总截面计算结果与实验结果及其它理论计算结果进行了比较，结果显示出在30-3000eV内，文中的计算结果与实验结果及其它理论计算结果具有较好的一致性。因此，可加性规则与修正后的复光学势相结合，完全适用于正电子被分子散射的总截面的计算。     

多群输运-燃耗耦合蒙特卡罗计算

介绍了三维多群中子输运-燃耗耦合P3近似蒙特卡罗程序MCMG-BURN，该程序是在连续截面蒙特卡罗程序MCNP和反应堆栅元均匀化程序WIMS基础上发展而来的，使用多群截面为模拟临界实验堆和高通量工程实验堆，取得与MCNP和实验一致的结果，MCMG-BURN具有与MCNP相同的精度，但计算时间较MCNP要少得多。     

SC32，SC64多群核参数的研制与检验

为适应中子物理基准实验的细致计算分析，研制了中子光子耦合计算用SC32、SC64两套多群核参数，中子能量上限为14．5MeV，低能端延伸到热能区25keV。配套的光子参数采用20群结构。核素种类涉及总体计算程序用到的五六十种，见表l。     

α粒子散射实验的计算机模拟

利用计算机的计算和作图功能对α粒子散射实验进行了模拟．由于采用了面向对象的编程语言C Builder，使得软件的使用非常简单，只要用户任意设定实验的参数，计算机就会模拟出α粒子在各种情况下的散射现象．便于学生对α粒子散射实验进行深入的研究。