AltaSim پراکندگی Mie امواج الکترومغناطیسی را شبیه سازی می کند

محققان AltaSim Technologies مقاله ای را در کنفرانس COMSOL سال گذشته در بوستون ارائه کردند که در آن تجزیه و تحلیل های خود را در مورد پراکندگی Mie امواج الکترومغناطیسی و نحوه مقایسه آنها با راه حل Mie به اشتراک گذاشتند.

پراکندگی

پراکندگی فرآیندی است که در آن اشکال تشعشع (مثلاً نور) به دلیل برهمکنش با موانعی مانند مولکول‌ها، ذرات، قطرات و حباب‌ها از مسیر اصلی انتشار خود هدایت می‌شوند. این موانع را می توان به عنوان پراکنده نام برد ، زیرا آنها مسئول انحراف تشعشعاتی هستند که در طول فرآیند پراکندگی رخ می دهد.

می پراکنده

پراکندگی Mie پراکندگی امواج الکترومغناطیسی ناشی از یک کره است و با حل Mie معادلات ماکسول توصیف می شود. در طی این فرآیند، یک موج الکترومغناطیسی یک مانع (در این مورد یک ذره کروی) را روشن می کند و به دلیل تعامل با میدان الکتریکی موج فرودی، بارهای الکتریکی را در ذره تحریک می کند. بار نوسانی باعث تابش انرژی الکترومغناطیسی در تمام جهات می شود (این تابش توسط مانع پراکنده می شود.) همراه با تابش مجدد انرژی الکترومغناطیسی، بارهای برانگیخته می توانند بخشی از انرژی فرود را از طریق جذب به اشکال دیگر مانند انرژی حرارتی تبدیل کنند. . پراکندگی و جذبی که رخ می دهد منجر به تضعیف یا خاموش شدن موج الکترومغناطیسی می شود زیرا آنها انرژی را از آن خارج می کنند.

مدل Multiphysics COMSOL که پراکندگی Mie توسط یک ذره کروی را نشان می دهد.
هندسه مدل Multiphysics COMSOL برای پراکندگی Mie توسط یک ذره کروی. مدل توسط S. Yushanov، J. Crompton، و K. Koppenhoefer. تصویر از ارسال مقاله آنها گرفته شده است .

مدلسازی پراکندگی Mie امواج الکترومغناطیسی

مهندسان AltaSim Technologies سرگئی یوشانوف، جفری اس. کرامپتون و کایل سی. کوپنهوفر این فرآیند را با COMSOL Multiphysics تجزیه و تحلیل کردند . سپس یافته های خود را با راه حل Mie مقایسه کردند، نتایج خود را مستند کردند و در کنفرانس COMSOL 2013 در بوستون ارائه کردند. تجزیه و تحلیل آنها بینشی در مورد پراکندگی، جذب، انقراض، پراکندگی برگشتی، سطح مقطع فشار و نیروی تشعشعی اعمال شده بر ذره کروی توسط یک موج صفحه تابشی ارائه می دهد. در این مقاله، آنها نتایج تحلیل های خود را با راه حل های تحلیلی مقایسه کردند.

آنها در تحقیقات خود ذراتی را با سه ویژگی ماده متفاوت – فلزی، مغناطیسی و دی الکتریک – با شعاع ثابت در نظر گرفتند و ماهیت برهمکنش را مورد مطالعه قرار دادند. آنها توانستند متغیرهای میدان دور را با یک گره میدان دور داخلی در مرز داخلی دامنه لایه کاملاً منطبق مدل خود (PML) محاسبه کنند و کل انرژی پراکنده را محاسبه کنند.

در اینجا نتایج آنها برای ذره مغناطیسی آمده است:
نتایج مدل‌سازی AltaSim در مقایسه با راه‌حل Mie برای ذره مغناطیسی.
پارامترهای مقطع و نیروی تابش برای ذره مغناطیسی. تصویر توسط S. Yushanov، J. Crompton و K. Koppenhoefer و برگرفته از مقاله ارسالی آنها .

هنگامی که نتایج خود را با راه حل Mie مقایسه کردند، دریافتند که توافق بسیار خوبی برای سطح مقطع و نیروی تشعشع وجود دارد. (توجه داشته باشید که نتایج فقط پراکندگی الاستیک را فرض می کنند. پراکندگی بریلوین یا رامان شامل نمی شود.)

آیا می خواهید کار خود را مانند AltaSim Technologies ارائه دهید؟ شما می توانید با ارسال آن برای کنفرانس سالانه COMSOL .