云层中非球形粒子系的多次散射特性研究

粒子系的散射特性直接影响着粒子系的红外辐射特性。在火箭发动机燃料配方的研制、导弹羽焰辐射特性的研究、导弹的预警与突防、云层的红外辐射特性等方面都涉及到粒子系的多次散射计算问题。而粒子系大多由非球形粒子构成，计算非球形粒子的散射首先需要计算其等效半径。目前非球形粒子等效半径的计算大多属于曲面积分方法，计算繁琐。而利用超椭球方程模拟任意形状的粒子，则可以简化非球形粒子等效半径的计算。另外将伪谱时域法（Pseudo-Spectral Time Domain，PSTD）应用到粒子的散射计算中，可以解决曲面任意形状粒子的散射计算问题，使时域算法所需的计算量和存储空间大幅下降，使得散射计算精度更高，速度更快。为了计算远距离处云层的辐射亮度，需要求解辐射传输方程。而目前的辐射传输方程求解方法速度慢，不能用于实时仿真。本项目提出累积因子法，可以快速求解辐射传输方程，满足在线使用的要求。