颗粒在不同基体介质环境下的辐射换热计算(3)
于具有吸收性的介质并不适用。近年来学者们逐渐引入了吸收性介质中的粒子散射理
论来计算粒子在吸收性介质中的辐射特性。
李东辉[7]
等人通过引入吸收性介质内粒子散射Mie理论， 针对孔隙具有修正Gamma
分布规律的多孔陶瓷提出一种计算热辐射特性的方法,以氧化锆陶瓷为例分析了孔隙
分布对热辐射特性的影响.结果表明孔隙分布规律和平均孔径对热辐射特性有显著影
响。当波长较小时,衰减系数随平均孔径先增大后减小,当波长较大时,衰减系数随平
均孔径增大而减小;散射反照率和非对称因子均随平均孔径增大而增大。赵卫疆等人[8]
则给出了一种新的吸收性介质内粒子散射的 Mie 技术新的表达式，
很好地解决了颗粒半径较大时，计算机处理计算结果溢出的问题，并以此计算了吸收
性海水介质中气泡的散射特性。指出在吸收性海水内，气泡的消光效率因子具有谐振
结构，随尺度参数增到而趋近于 1；随着折射率虚部的增大而趋近的速度加快。而对
于尺寸相同的气泡，其消光效率因子随海水折射率虚部的增加而减小。
而对于粒子并非都是理想的球体颗粒这一实际情况，夏辉等人[9]
采用了 Eikonal
近似方法将微椭球体用其等效的球来近似。结合 Mie 理论对吸收介质中的微椭球体颗
粒光学参数进行了数值计算。指出椭球颗粒的散射和吸收性能与其位置有关。散射和
吸收系数随离心率的增大而增大，且增长速度也随着提高。
1.3 本文的研究内容及方法
1.3.1 本文的研究内容
本文将分析基体介质中颗粒辐射特性的基本原理，对 Mie 理论在吸收性介质中的
形式进行介绍和阐述，并使用 Mie 理论在吸收性介质中的形式计算颗粒在不同基体介
质中的辐射特性。以海水中的气泡，大气中气溶胶颗粒以及多种多孔材料为例，计算
粒子的消光因子，散射因子及吸收因子，并以此分析比较不同介质环境对粒子辐射特
性的影响。
1.3.2 本文的研究方法
查找调研各粒子与相应介质的基本光学参数，基于吸收性介质中的 Mie 理论，使
用 MATLAB语言计算粒子在介质中的消光因子，散射因子和吸收因子，作出相关图像，
分析比较不同基体介质对粒子辐射特性的影响。
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