以某型战斗机为研究对象, 通过三维建模与网格划分过程建立飞机的流场计算模型, 基于商用CFD软件ANSYS Fluent 16.0 对飞机的外流场特性进行数值模拟。计算中利用太阳射线追踪算法综合考虑了太阳辐射对机身温度场的影响, 采用离散坐标法(DO辐射模型)对辐射传输方程进行耦合迭代计算, 利用不带化学反应的组分输运模型(Species Transport Model)模拟燃烧后高温尾焰喷射过程, 获得了飞机外流场的温度、浓度及尾流组分分布数据。简要分析了太阳辐射对温度场变化的影响, 飞行马赫数对流场红外辐射的影响以及尾焰流场分布情况。分析表明: 太阳辐射对蒙皮加热较小, 最高升温效果仅为5 K左右, 随马赫数的增加飞行器机身背部与腹部红外辐射强度差异明显, 最高时腹部辐射强度为机身最大辐射强度2倍左右, 激波作用下尾焰后方会出现最高450 K和580 K两个间断的核心高温区域, 尾焰红外辐射强度分布符合梨形特征分布趋势。

为了解气溶胶空间非均匀性对近红外辐射传输过程的影响, 构造了典型非均匀气溶胶场, 采用辐射传输模式球谐离散坐标法(SHDOM)模拟了对应情形下的漫射光强、偏振特性以及辐射通量密度, 定量分析了将非均匀气溶胶场等效为均匀场造成的模拟误差。研究结果表明, 气溶胶非均匀场对辐射传输过程影响显著, 且它对漫射光偏振辐亮度的影响大于它对辐亮度的影响, 其中气溶胶空间非均匀性造成的辐亮度及偏振辐亮度模拟误差分别可达9.8%和80%。气溶胶水平非均匀性主要影响漫射光辐亮度及偏振辐亮度模拟误差的空间分布特征, 垂直不均匀性基本不改变漫射光模拟误差的空间分布特征, 但它对辐射传输过程的影响明显大于水平不均匀性。随着气溶胶浓度的增加, 气溶胶非均匀性造成的模拟误差整体降低。从量级上, 气溶胶空间非均匀性对辐射通量密度的影响明显弱于漫射光辐亮度和偏振辐亮度, 多数情形下, 其模拟误差小于5%, 且该误差随高度的变化呈特定分布特征。可为平面平行大气辐射传输模式适用范围的确定, 气溶胶空间非均匀性导致的遥感误差的评估提供一定参考。

结合Abel变换和离散坐标法, 提出了一种基于CCD相机采集的单幅辐射图像重建轴对称发射-吸收介质内辐射源项分布的反演算法。通过在求解辐射正问题得到的准确值的基础上,添加随机噪声模拟试验测量数据, 分析了网格数目、辐射源项分布形式、吸收系数和测量误差对算法反演精度的影响。测试结果表明: 该算法对测量误差不敏感, 在有测量误差的情况下也能够准确的重建介质内的辐射源项分布。

人眼视网膜是一种具有高散射特性的生物组织。基于米氏散射理论研究光在视网膜组织中的传输过程对生物组织散射成像具有重要意义。根据解剖学上视网膜结构与细胞分布的特点，引入分子动力学领域的静态结构因子修正辐射传递理论，并采用离散坐标法求解视细胞对散射光偏振性的影响。结果表明散射光偏振性取决于视细胞尺寸与浓度分布等因素。在不同的极角和光程位置，散射光束的偏振性呈现波动性变化，视锥细胞核比视杆细胞核具有更强的散射特性，散射光束的偏振特性变化随散射角的增大而增大。

根据瑞利散射、分子吸收线数据库、Mie散射理论和离散坐标法(DOM)，计算了在一定环境下(气溶胶种类、相对湿度、能见度等)，在不同太阳天顶角和不同观察仰角时，因大气同太阳辐射的相互作用而形成的天空背景光谱特性。对0．45～0．95μm波长范围内，天空背景光谱亮度随气溶胶种类、波长、能见度及观察天顶角的变化作了数值计算和理论分析。计算结果表明，利用本文方法所得到的天空背景光谱亮度随太阳天顶角和观察仰角的变化趋势同实测是一致的。

从辐射传输理论出发,研究了准直光照下层状生物组织内漫射光场的角分布.在辐射传输方程的基础上,采用离散坐标法得到了描述层状生物组织内漫射光传输问题的微分方程组形式,并用特征值-特征矢量方法对其进行了求解,给出了通解形式.结合边界条件对两类典型生物组织内漫射光场角分布进行了数值计算-各向同性组织和前向散射组织,给出了组织内不同深度处漫射光场空间角分布曲线.通过对计算结果比较分析,得到了生物组织内漫射光场空间角分布随深度的变化规律,及边界效应和光学参量对组织内漫射光场空间角分布的影响.