WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 15 |

«ПРЯМЫЕ И ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ В ГИДРООПТИКЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИ Е А СП ЕКТЫ РГГМУ Санкт-Петербург 2004 УДК 551.463.5:535.31 Яковлев В.А. Прямые и обратные задачи в гидрооптике. - ...»

-- [ Страница 3 ] --

Введем в рассмотрение действительную и мнимую части обобщенной аппаратной функции К р п Р г )-^ (р р Р гХ п ) (Pi|P2)-' которое в силу (1.5) и (1.9) есть одновременно разделение функции (р1, р 2) на симметричную и антисимметричную части, так как Свойства симметрии аппаратной функции используемых опти­ ческих устройств играют существенную роль и позволяют значи­ тельно упростить анализируемые соотношения [91]. Например, для «антисимметричного» измерительного прибора (у (р |, р 2) - 0 ) имеем Zo(|pl —Рг!)"*- ^ 2,o(jPl —Р2|) "~Г2Д)(|рЗ —р 4 1 ) ^2,o(jP3 —Р41 “* х x s h [r2,0(jpi —р 3|) + Г20| р1 —р 4|) + Г20 (jp2 - Рз|) Г20(|р2 —P4I)] Очевидно, что дальнейшее упрощение соотношений (1.12) и (1.13) должно основываться на использовании тех или иных приближений, основанных на априорной информации об измеряемых световых полях. Будем считать, что а, случайные фаза 5(р) и уровень амплитуды %(р) либо достаточно слабо флуктуируют, так что либо являются плавно (медленно) меняющимися случайными по­ лями (в масштабах рассматриваемой задачи):

где амплитуда произвольно направленного двумерного вектора |o| = m in{a,ak,b}. Тогда в рамках линейной теории возмущений по введенным выше малым параметрам получим Ц,о = ^о + J^Pi^P2/(P i’P2){^o(o)_ ^o(iPi —Р2|)+ Г20(о )-Г 20(]р1 - р 2|)} или для двумерных спектров типа рур(п) = J J J J ^Р1^Р2^РЗ^Р4У(Р1’Р2 )^(Р з’Р4 )С05[л(р 1 —Рз)]- (1-35) Таким образом, можно ввести в рассмотрение «шкалу» (клас­ сификацию) оптических приборов:

1. Измерители фазовых флуктуаций, для которых справедливо 2. Измерители амплитудных флуктуаций, когда и приборы смешанного типа.

БИБЛИОТЕКА

1.3. О роли априорной информации. Гипотеза Предварительные сведения (априорная информация), необхо­ димые для получения из экспериментальных данных информации об оптических источниках, рассеивателях или среде, в которой рас­ пространяется излучение, являются определяющими для единст­ венности и устойчивости решения большинства обратных задач оп­ тики природных сред. Под априорной информацией подразумева­ ются любые сведения об исследуемых полях до проведения экспе­ римента, а не регистрируемые данные, полученные по реализации схемы наблюдения [21]. Эту дополнительную информацию можно получить из общих принципов, гипотез, результатов других экспе­ риментов и естественных ограничений, обусловленных процедурой измерений.

Одной из подобных гипотез, широко используемой в практике гидрооптических исследований, является гипотеза Тэйлора («замо­ роженности») исследуемого случайного гидрофизического поля (см., например, [27], [30]) (r,i), г = {р,г}- Для такого класса полей временные изменения обусловлены переносом его пространствен­ ного распределения с постоянной скоростью V0, причем перенос происходит без какой-либо эволюции так, что Пусть вектор скорости V0 параллелен входной плоскости 1 оп­ тической системы (см. р и с.1.1), случайное поле (г,/) статистиче­ ски однородно. Рассмотрим класс оптических экспериментов по измерению параметров поля (г,/), в которых взаимодействие зон­ дирующего излучения с исследуемой средой сводится к «проециро­ ванию» поля §(r,t) на вход оптической системы, то есть анализи­ руемое световое поле u ( p a,t) на плоскости 1 имеет вид где Gap - известный (заданный) линейный детерминированный или статистически независимый от поля (г,?) оператор, параметры которого не зависят от времени. Нетрудно показать, что (см. обо­ значение (1.8)) и учтено, что для статистически однородного поля Г | не может зависеть от р +, поскольку совместный сдвиг всех четырех точек наблюдения на одну и ту же величину приводит к физически тож­ дественной ситуации. Тогда, используя (1.7), (1.8), (1.39) и (1.40), получим или для частотного спектра где 5(x) - одномерная дельта-функция [36]. Здесь функция м{х\) известным образом выражается через статистические моменты поля (г,г), аппаратные функции используемого оптического устройства и параметры оператора Gap. Наиболее простой вид выражения (1.41) и (1.42) принимают в случае М ( ц ) = M(ji]|):

где - функция Бесселя n-го порядка [30]. Формулы обраще­ ния для (1.43) (преобразование Ханкеля нулевого порядка от функ­ ции 2тгМ(]т||)) и (1.44) (преобразование Абеля от функции — М хорошо известны (см. например [122, 123]). Поэтому возможно вос­ становление M(jr]|) по измеренным В; (г) или S /(v).

Таким образом, использование приближения «замороженности» и ограничение класса исследуемых световых полей (выраже­ ния (1.38) и (1.39)) позволили осуществить частичное разделение пространственных и временных переменных задачи.

Дальнейшее упрощение выражения для корреляционной функ­ ции сигнала прибора следует осуществлять путем дополнительной конкретизации класса анализируемых световых полей и типа ис­ пользуемых оптических устройств. Например, полагая, что в про­ цессе проведения эксперимента, «замороженными» являются фаза и уровень амплитуды регистрируемых световых полей и выполняют­ ся условия применимости соотношения (1.31), получим:

1.4. Базовые гидрооптические приборы Среди рефрактометрических методов и приборных средств их реализации, предназначенных для обеспечения прямых и косвен­ ных измерений параметров состояния морской воды [13] особое место занимают так называемые теневые методы [72, 73], наиболее интенсивно внедряемые в последние десятилетия в практическую гидрооптику [13].

Речь идет о базовых теневых приборах, общая схема которых изображена на рис. 1.2. Световое поле от осветителя 1 проходит слой исследуемой среды толщиной L, расположенный между плос­ костями 2 и 3. Входная плоскость теневого прибора 3 расположена на расстоянии d\ от собирающей линзы 4 с фокусным расстоян и ем / ; позади нее на расстоянии в плоскости 5 (теневой плоскости) расположена теневая диафрагма. Прошедший теневую диафрагму свет собирается линзой 6 на фотоприемник 7 через его апертуру.



Можно показать, что с точностью до несущественных для расчета функций /?(p j,p 2) фазовых множителей, передаточная функция теневых приборов имеет вид где к = 2тс/Х, X -длин а волны света, Р (ц) - функция зрачка, опре­ деляемая следующим образом:

а интегрирование в (1.46) осуществляется по всей плоскости 2. Если характерный масштаб изменения исследуемого светового поля (на­ пример, радиус светового пучка а) в плоскости 2 значительно меньше апертуры линзы, то множитель Р (ц) можно не учитывать и формула (1.46) преобразуется к виду При специальном выборе параметров формулы (1.46) и (1.47) могут быть значительно упрощены. Для этого следует положить d/ = 0, = /• В этом случае получим соответственно Именно эти формулы мы будем использовать для вычисления функций /?(р,,р 2) теневых приборов различных модификаций (различный вид теневой диафрагмы).

В соответствии с предложенной выше классификацией оптиче­ ских приборов рассмотрим два типа теневых приборов (теневых диафрагм): теневой прибор с круглой диафрагмой как типичный представитель оптических измерителей амплитудных флуктуаций и теневой прибор с «ножом Фуко» как одно из простейших оптиче­ ских устройств, регистрирующих фазовые искажения светового по­ ля (см. рис. 1.2.).

Итак, пусть функция пропускания теневой диафрагмы имеет вид:

а круговая функция circ(x) определяется выражением Подставляя (1.48) и (1.50) в (1.3), получим Нетрудно видеть, что теневой прибор с круглой диафрагмой яв­ ляется (в принятой нами терминологии) измерителем флуктуации уровня амплитуды регистрируемого светового поля, так как ния аналитических оценок с хорошей степенью достоверности мож­ но заменить диафрагму Ък (т]) на гауссову круглую диафрагму [37] для которой V(PiP2) = f(Pi)^(P2)l5(Pi -Р г)я2/ Для теневого прибора с нож ом Ф уко функция пропускания те­ невой диаф рагм ы им еет вид где функция знака sgn (х ) определяется вы раж ением Тогда м ож но показать, что В отличие от теневого прибора с круглой диаф рагм ой теневой прибор с нож ом Ф уко обладает как сим м етричной (действитель­ Рассчитаем для рассмотренных выше типов теневых приборов вве­ ской волны единичной амплитуды Г^° =1 и гауссовой функции зрачка:

И спользуя ф орм улы (1-32) - (1.35), (1.53) и (1.56) получим для теневого прибора с круглой диафрагмой:

или, если эф ф ективны й радиус теневой диаф рагмы выбран равны м характерном у радиусу пятна в теневой плоскости при отсутствии флуктуаций фазы и ам плитуды (а = с ) А налогично для теневого прибора с нож ом Ф уко (см. формулу (1.55)) имеем где интеграл вероятности В силу того, что e r f 2( х ) 1, теневой прибор с нож ом Фуко можно рассм атривать в качестве фазового измерителя лиш ь когда

ЗАДАЧА МОДЕЛИРОВАНИЯ ИЗМЕНЧИВОСТИ

КОНЦЕНТРАЦИЙ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫ Х

ПРИМЕСЕЙ В ОКЕАНЕ

Предварительные замечания О дна из причин распространенности оптических методов ис­ следований м орской среды заклю чается в том, что в отличие от электром агнитны х полей других спектральны х диапазонов (напри­ мер, радиочастотного) световы е поля видимого д иапазона спектра могут проникать в водную толщ у, обеспечивая возм ож ность зонди­ рования наиболее интересного для океанологии приповерхностного слоя М ирового океана.

Ф изической предпосы лкой ш ирокого использования оптиче­ ских методов для изучения океана и контроля его состояния являет­ ся тот факт, что структура световы х полей как естественного, так и искусственного происхож дения в м орской среде и ее (среды ) опти­ ческие характеристики определяю тся как свойствам и сам ой чистой (дистиллированной) воды, так и наличием в м орской воде оптиче­ ски активны х примесей [2] - О А П (иногда их назы ваю т поглощ аю ­ щ ими и рассеиваю щ им и свет прим есям и) природного и антропо­ генного происхож дения [57]. П ерераспределение таких примесей под влиянием протекаю щ их в м орской среде процессов обуславли­ вает соответствую щ ую динам ику пространственно-врем енной структуры изучаемы х световы х полей.

О птические методы натурны х исследований обеспечиваю т р е­ гистрацию не столько непосредственно сам их природны х и антро­ погенны х процессов, протекаю щ их в океане, сколько интегрального отклика оптических свойств м орской среды на их наличие. С одер­ ж ащ иеся в м орской воде О А П (растворенны е вещ ества, взвеш енны е частицы, пузы рьки воздуха, турбулентны е ф луктуации плотности и т.д.) вы ступаю т в качестве естественны х (природны х) «индикато­ ров-трассеров» этих процессов. И менно поэтому оптические м ето­ ды обы чно относят к косвенны м методам исследования океана [126]. И зучаем ы е оптические аном алии м орской среды являю тся результатом действия нескольких одноврем енно протекаю щ их в океане процессов и позволяю т судить в основном об его интеграль­ ных характеристиках. Более детальны е сведения об океане по ре­ зультатам оптических измерений можно получить лишь на основе дополнительных данных об исследуемых процессах.

2.1. Постановка задачи В общем случае разработка физико-математической модели распространения оптически активных примесей должна осуществ­ ляться на основе анализа, упрощения и приближенных решений полной системы уравнений статистической гидромеханики с соот­ ветствующими начальными и граничными условиями. Предполо­ жение о пассивности примеси существенно упрощает поставленную задачу и позволяет провести раздельный анализ гидромеханической части (описание статистических характеристик случайного поля скорости среды) и собственно задачи турбулентной диффузии.

То есть, в процессе моделирования распространения примеси случайное поле скорости - это заданное внешнее воздействие.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 15 |
 



Похожие работы:

«Пермь, 2010 Геогностические наблюдения в различных участках Пермских заводов в 1831 – 1860 гг. Г Геогностические наблюдения в различных участках Пермских заводов 1831 – 1860 гг. Составитель: Т.В. Харитонов. Пермь, 2010. 41 стр. В сборнике помещены статьи выпускников Горного Кадетского корпуса, представляющие собой геологические отчеты – результаты первых русских геологических съемок (геогностических наблюдений), проведенных ими в начале XIX столетия в окрестностях Перми и южней ее. Статьи...»

«Вы студенты и этим все сказано Закончилась школьная пора и вчерашние школьники стали студентами. Впереди университет, сессии, новые друзья и преподаватели. И все начинается со Дня знаний -1 сентября. В торжественной обстановке прошел День знаний в Институте (филиале) Московского Государственного Открытого Университета. Администрация университета и профессорскопреподавательский состав встретились со студентами МГОУ на торжественной линейке. Директор института профессор Курбанмагомедов К. Д....»

«Беседы и статьи Пересмотренная версия SALVEMUS! 2009 Эта книга находится в свободном доступе библиотеки сайта SALVEMUS! Вы МОЖЕТЕ свободно: ее читать; скачивать; пересылать; комментировать; цитировать (не забывая, разумеется, ссылаться при этом на автора и на сайт SALVEMUS!) Вы НЕ МОЖЕТЕ: что-либо в ней менять © Анри Мартен Большая просьба сообщать о замеченных ошибках и опечатках по адресу: salvemus@gmail.com Автор будет очень рад и благодарен любому отклику. Их можно направлять на сайт...»

«Е. П. БЛАВАТСКАЯ ГОЛОС БЕЗМОЛВИЯ ДВА ПУТИ СЕМЬ ВРАТ из сокровенных индусских писаний перевод с английского Е.Писаревой (Е.П.) Satiat Nasti Paro Dharmah НЕТ РЕЛИГИИ ВЫШЕ ИСТИНЫ ПОСВЯЩАЕТСЯ НЕМНОГИМ СОДЕРЖАНИЕ ОТ ПЕРЕВОДЧИЦЫ ПРЕДИСЛОВИЕ ОТРЫВОК I из Книги Золотых Правил ГОЛОС БЕЗМОЛВИЯ ОТРЫВОК II из Книги Золотых Правил ДВА ПУТИ ОТРЫВОК III из Книги Золотых Правил СЕМЬ ВРАТ ПРИМЕЧАНИЯ ОТ ПЕРЕВОДЧИЦЫ При передаче этой жемчужины восточной мистики меня вдохновляла не только возвышенная красота ее...»

«Новое книжное обозрение Москва 1995 Перевод со шведского С. Белокрияицкой (главы 1 — 15) и Т. Доброницкой (главы 16 — 29, предисловие и источники) Научный консультант В. Артамонов Художник Нина Пескова ISBN 5-86793-005-Х © Peter Englund/Bokfdrlaget Atlantis, Stockholm, 1988 Первое издание: Bokftfrlaget Atlantis, Stockholm Эта книга посвящается рядовому пехотинцу Эрику Моне из пятого капральства роты уезда Хундра Уппландского полка. Жену его звали Карин Матсдоттер. Рано утром 28 июня 1709 года...»

«1 Ввод...»

«Руководство пользователя Русский Italia DICHIARAZIONE DI CONFORMITA’ Si dichiara che l’apparecchio DVDR3400, Philips risponde alle prescrizioni dell’art. 2 comma 1 del D.M. 28 Agosto 1995 n. 548. Fatto a Eindhoven Philips Consumer Electronics Philips, Glaslaan 2 5616 JB Eindhoven, The Netherlands Norge Typeskilt finnes p apparatens underside. Observer: Nettbryteren er sekundert innkoplet. Den innebygde netdelen er derfor ikke frakoplet nettet s lenge apparatet er tilsluttet nettkontakten. For...»

«• К.Б.СВЕЧИН, И.Ф.БОБЫЛЕВ, БМ.ГОПКА КОНЕВОДСТВО Д о п ущ е н о Главны м уп р авлен и ем вы сш и х учеб ны х заведений М и н и стер ств а сел ьско го хо зяй ства Р о сси йско й Ф е д е р а ц и и в кач естве учеб н ика д л я студ ен то в се л ь с к о х о зя й с тв е н н ы х и н сти туто в по сп е ц и а л ь н о сти Зо о техн и я 2-е издание, переработанное и дополненное ф МОСКВА КОЛОС 1992 ББК 46.11 С 24 УДК 636.1(075.8) Редактор О. Ю. Калугина Рецензент А. А. Ремизов, заслуженный зоотехник РСФСР...»

«Наталия Будур Эти странны е норвежцы Серия: Внимание: иност ранцы! Наталия Будур: Эти странны е норвежцы Аннотация Серия Внимание: иност ранцы! – незаменимый помощник для т ех, кт о собирает ся поехат ь за рубеж. В увлекат ельной и шут ливой форме она рассказывает о нравах и обычаях разных народов, знакомит с т радициями и законами различных государст в, совет ует, как вест и себя в чуж ой ст ране, и развенчивает наши уст оявшиеся предубеж дения перед иноземцами. Наталия Будур: Эти странны е...»

«СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ХАОТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ БАКУ - ЭЛМ - 2011 2 УДК: 01.621.,519.7 Рецензенты: Академик РАЕН, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой Электрические Сети и Системы АГНА А.М.Керимов, Д.т.н., профессор, заведующий кафедрой Метрология, стандартизация и управление качеством АГНА Н.Г.Фарзане. Э.И.Владимирский, Б.И.Исмайлов. Синергетические методы управления хаотическими системами Баку, ELM 2011. – 240с. ISBN 978-9952-453-39-3 Книга посвящена визуальному представлению и...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.