1 南京信息工程大学 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
2 电子与信息工程学院
3 长望学院, 南京 210044
热弹性阻尼是谐振器中的一种基本能量耗散机制, 决定了高Q谐振器的性能极限。检测质量块-悬挂支撑梁结构由于截面的变化, 难以进行解析求解。已有研究表明, 质量块刚性假设后, 经典的L-R理论可以适用于该结构, 然而该假设相对于实际器件所造成的计算误差却没有结论。针对这一问题, 采用L-R理论计算与ANSYS有限元计算的对比分析方法, 比较了在支撑梁和质量块尺度分别变化时的一阶固有频率和该频率下热弹性阻尼系数的计算误差, 结果表明, L-R理论的计算误差较大, 并不适用于质量块-悬挂支撑梁结构热弹性阻尼系数的精确计算, 但可有效估计尺度变化后热弹性阻尼的变化趋势。
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044
基于单颗粒气溶胶吸湿增长模型,分别建立了亲水性和亲疏水性双颗粒凝聚气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了不同相对湿度时两种凝聚粒子的散射特性。结果表明: 在40%~90%湿度范围内,亲水性双颗粒凝聚气溶胶 [以氯化钠(NaCl)-硝酸钠(NaNO3)颗粒为例]的散射系数存在两次跃变,而散射系数跃变的位置和增幅与NaCl-NaNO3颗粒的体积比密切相关;二次潮解后,不同体积比的亲水性凝聚粒子的散射系数随相对湿度的增加均呈现出指数增长趋势,且NaNO3的体积分数越大,散射系数增长幅度越大。对于不同体积比的亲疏水性双颗粒凝聚粒子 (以NaCl-烟尘颗粒为例),散射系数随相对湿度的增加均呈现指数增长,NaCl的体积比越大,散射系数增长越快,而潮解后亲疏水性粒子的相对位置关系对凝聚粒子散射系数的影响较小。上述结果可为进一步研究多颗粒凝聚气溶胶的吸湿散射特性提供可靠的理论基础。
大气光学 光散射 双颗粒凝聚气溶胶 离散偶极子近似法 吸湿性 散射系数
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044
为研究亲水性和疏水性气溶胶的吸湿性差异引起的散射特性差异,基于热力学原理和表面吸附理论分别建立了两类气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了相对湿度为40%~90%范围内两类气溶胶的散射性质。结果表明:亲水性粒子(以4种典型的无机盐为例)达到潮解点时,粒径随相对湿度的增大呈指数增长;而疏水性粒子(以烟尘为例)的粒径随着相对湿度的增加呈现非线性缓慢增长,该结果与实验测量值基本吻合。利用上述吸湿增长模型及实测的折射率-湿度增长规律,计算分析了在粒径为0.1~1.0 μm的范围内,相对湿度与气溶胶粒子散射增长因子的关系。研究发现,潮解后亲水性粒子散射增长因子呈指数增长,相对湿度为90%时,其值增大了几十倍,且氯化钠无机盐的散射因子增长曲线与实验结果吻合较好;而疏水性粒子的散射增长因子最大增至1.07,远小于亲水性粒子的数值。上述结果为气溶胶气候效应的评估、气溶胶浓度和大气能见度的精确测量提供了一定的理论支持。
大气光学 光散射 气溶胶 吸湿增长 离散偶极子近似法 散射增长因子
1 南京信息工程大学 电子与信息工程学院,南京210044
2 南京信息工程大学 物理与光电工程学院,南京210044
3 南京信息工程大学 江苏省气象探测与信息处理重点实验室,南京210044
消光系数是气溶胶颗粒物光学性质的关键参数之一。基于Mie散射理论和气溶胶颗粒粒径及折射率的湿度增长模型,本文详细研究了气溶胶吸湿性对其消光系数的影响。计算结果表明:当入射光波长为808 nm、相对湿度在60%~95%之间增加时,因颗粒粒径的增长及折射率的减小,导致颗粒物消光系数曲线右移且其波动性更加明显;而对于同一球形颗粒,小粒径颗粒的消光系数随相对湿度的增加呈指数规律增大,较大粒径颗粒的则表现为波动减小趋势。此外,在不同入射光条件下,小颗粒消光系数与相对湿度之间的关系保持不变。本文的计算结果对气溶胶光学性质与大气环境质量的研究具有一定的参考价值。
气溶胶 Mie散射 消光系数 相对湿度 aerosols Mie scattering extinction coefficient relative humidity
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
2 Jiangsu Collaborative Innovation Center on Atmospheric Environment and Equipment Technology, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
3 School of Electronic & Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
4 Jiangsu Key Laboratory of Meteorological Observation and Signal Processing, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
In order to improve the inversion precision of aerosol mass concentrations based on the particle group light scattering method, the concept that particles through a laser beam are equivalent to an aggregate is proposed. A fractal model for aerosol mass concentration using the signal amplitude distribution of aggregates is presented, and then the subsection calibration method is given. The experimental results show that the mass concentrations inversed by this model agree well with those measured by the norm-referenced instrument. The average relative errors of the two experiments are 5.6% and 6.0%, respectively, which are less than those obtained by the conventional inversion model.
290.5850 Scattering, particles 120.5820 Scattering measurements 010.1100 Aerosol detection Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 112901
1 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044
2 中国科学院紫金山天文台, 江苏 南京 210008
在局域密度近似下，采用第一性原理方法系统地研究了高压对LaBr3晶体结构、电子结构与光学性质的影响。计算的晶格参数和体弹模量均与报道的实验结果吻合。能带结构计算表明，无压强作用时LaBr3为直隙绝缘体，其价带和导带分别主要由Br 4p态和La 5d态电子构成；施加压强后，其逐渐转变为间隙绝缘体，且带隙随压强增大而线性减小。分析光学性质发现在可见光和红外区域LaBr3的透射率均达到80%，表明其为理想透明闪烁材料。随着压强的增大，介电函数虚部两个峰值较高的峰位、光学吸收边及透射边均发生红移，且静态介电常数、折射率以及反射率均增大。研究表明，高压有效调制了LaBr3的电子结构和光学性质，计算结果为LaBr3光电材料的设计与应用提供了理论依据。
材料 第一性原理 压强 电子结构 光学性质
Author Affiliations
Abstract
1 College of Math &
2 Physics, Nanjing University of Information Science &
The correct calibration of coefficients in the inversion model for aerosol mass concentration is the precondition of obtaining highly precise results. The concept of the fractal dimension of scattering equivalent section is presented, and the calibration mechanism of the fractal dimension is discussed. Based on the calibration mechanism, the stability of the fractal dimension is analyzed. Theoretical analysis and experimental results indicate that the fractal dimension obtained by the intersection point calibration method is stable, while that calibrated by the Gauss-Newton method is instable, which only describes the shape characteristic of a small sample. The study of the calibration mechanism for the fractal dimension markedly enhances the present model for aerosol mass concentration.
光散射 分形维数 标定机理 290.5850 Scattering, particles 120.5820 Scattering measurements 010.1100 Aerosol detection Chinese Optics Letters
2009, 7(9): 857
