WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 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 8 ] --

4.2.3. Восстановление параметров внут ренних волн по р е ­ зульт ат ам многоспектрального фотометрирования поверхно­ ст и м о р я (численны й эксперимент).

Аналогичная методика мож ет быть применена для определения характеристик внутренних волн с помощ ью многоспектрального фо­ тометрирования водной поверхности (см. рис. 4.8 - 4.11). Н а рис. 4. приводятся результаты восстановления вертикального смещ ения го­ ризонта Z ] = 5 м, происш едш его в результате воздействия фоновой внутренней волны для нескольких вариантов модельных сигналов.

U nperturbed reflectance funct ion R 1.8 -0 2.3 - o E2 E U nperturbed color index Iо = 0.78812 0.5Рис. 4.8. Результат численного моделирования изменчивости R vlI при возмущ ении верхней границы фотического слоя ( ц = 5м) 1-й модой фоновой внутренней волны, R0 и / 0 - невозмущ енны е значения коэфф ициента диффузного отражения и индекса цвета (прочие параметры аналогичны рис. 4.4).

IIIIIIII

U nperturbed reflectance function R 9.1E 2 1.7E U nperturbed color index Рис. 4.9. Результат моделирования изменчивости коэфф ициента диффузного отражения R(x,y;X) и индекса цвета I(x,y; Х хХ2) = R(x,y; X x)/R(x,y; Х2) при возмущ ении верхней границы фотического слоя (г/ = 5м) 1-й модой фоновой внутренней волны (прочие параметры аналогичны модели на рис. 4.5).

reflectance function Fto 1.8E-02 2.3E- Io = Ro 443)/Ro 550) Рис. 4.10. Результат обработки модельной картины изменчивости R(x,y; X) По горизонтальной оси - расстояние L в килом етрах, отчитан­ ное в направлении волнового вектора ф оновой внутренней волны от условно вы бранного начала координат. П о вертикальной оси - глу­ бина Z в метрах.

• Z l a (красная тонкая линия- - значения z i восстановленны е по модельны м невозм ущ енны м значениям R (рис. 4.8).

• Z lb (голубая тонкая линия- - значения z i восстановленны е по м одельны м значениям R, рассчитанны м с учетом вкладов в сиг­ нал излучения рассеянного в атмосф ере и отраж енного от границы раздела море-атм осф ера (рис. 4.9).

• Z lc (зеленая ж ирная лини я-) - значения ц восстановленны е по скорректированны м значениям R (рис. 4.10).

Х очется обратить вним ание на то, что использование нескор­ ректированны х данны х (Z lb ) для восстановления искомы х пара­ метров м ож ет привести к получению внеш не правдоподобны х, но ф актически не достоверны х результатов.

4.2.4. Натурный эксперимент (верификация модели рассея­ ния внут ренних волн) В заклю чении настоящ ей главы рассм отрим иной способ регуляризации реш ений обратны х задач гидрооптики без использования дополнительны х контактны х изм ерений. Речь идет об использова­ нии теоретических моделей и априорной инф ормации о природе ф орм ирования исследуем ой аном алии при интерпретации результа­ тов многоспектрального ф отом етрирования толщ и океана.

В качестве примера ниже приведены результаты анализа экспе­ рим ентального материала, полученного в ходе натурны х испытаний 1990 года на морском полигоне ГО И (Ч ёрное море) [34]. Э кспери­ м ентальны м и данны м и служ или сигналы, полученны е с помощ ью многоспектрального ф отом етра, установленного на сам олете А Н - и регистрирую щ его восходящ ие световы е потоки диф ф узно отра­ ж енны е приповерхностны м слоем моря в 4-х спектральны х д иапа­ зонах: 443, 480, 550 и 570 нм.

Ц ель эксперим ентов состояла в обнаруж ении, идентиф икации и контроле эволю ции нестационарны х аном алий гидрофизических характеристик толщи океана. Например, обрушения внутренних волн и последующего процесса эволюции и вырождения образо­ вавшихся при этом турбулентных пятен (так называемых зон ин­ трузии). Эксперимент проводился в контролируемых условиях, ко­ гда с борта специализированного НИС «Гидрооптик» осуществля­ лись все необходимые гидрофизические и гидрооптические измере­ ния пространственно-временной изменчивости параметров полиго­ на до и после возникновения аномалии.

Базовой моделью для разработки алгоритмов обработки сигна­ лов служила модель переноса ОАП нестационарными течениями (гл. 2), вызванными рассеянием внутренних волн на исследуемой зоне интрузии. При этом в данном случае речь шла в основном об определении пространственной структуры вновь образованных не­ однородностей и их вырождении. Поэтому упор в теоретических расчетах и собственно обработке сигналов делался на различии сте­ пени нестационарное™ и неоднородности в фоновых и возмущён­ ных зонах. Примеры исходных сигналов и результатов их обработ­ ки приведены на рис. 4.11—4.12. Эффективность использования мо­ делей для разработки алгоритмов сепарации сигналов и идентифи­ кации аномалий в толще океана в реальном масштабе времени пре­ взошла все ожидания. Даже приведенный пример показывает, что созданный на основе физико-математической модели аномалии ал­ горитм, хотя и не позволяет полностью подавить помехи от мощ­ ных стационарных гидрооптических аномалий (таких, например, как присутствующая на полигоне граница раздела прибрежных и морских вод), тем не менее радикально увеличивает возможность обнаружения полезного сигнала и позволяет выявить его характер­ ную структуру в возмущённых зонах.

Рис. 4.1 la. Исходные сигналы для спектральных диапазонов 480 нм (сплош ная линия) и 570 нм (штриховая). Ф оновая запись.

Рис. 4.116. Результат обработки сигналов приведенных на рис. 4.1 1а.

Рис. 4.12а. Исходные сигналы для спектральных диапазонов 480 нм (сплош ная линия) и 570 нм (ш триховая). Центр аномальной зоны находился на расстоянии d = 31 км от начала записи (по независимым данным).



АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫ Х ВОЗМОЖНОСТЕЙ

ТЕНЕВЫ Х ГИДРООПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

В РАМКАХ БОРНОВСКОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ

ЗАДАЧИ РАССЕЯНИЯ СВЕТА

В настоящем разделе все выкладки основываются на тех или иных приближенных решениях уравнений Максвелла с граничными условиями, соответствующими задачам рассеяния электромагнит­ ных волн на объемных неоднородностях диэлектрической прони­ цаемости [30]. Везде, где не оговорено особо, рассматривается квазимонохроматическое электромагнитное поле, распространяющееся в среде с магнитной проницаемостью /1 = 1, проводимостью сг = и диэлектрической проницаемостью e(r,t), медленно меняющейся во времени по сравнению с частотой колебаний электромагнитного поля. При этом для медленно меняющейся во времени комплексной амплитуды напряженности электромагнитного поля Е(г,г) спра­ ведливо уравнение[30] к0 = — Я0 - длина волны света в вакууме или для решения в виде Е = е функция u(r,t) удовлетворяет уравнению Гельмгольца а функция е(г,?) (характеризует поляризацию световой волны) Ae + 2(Vln«V)e = -У1пм[е-V in e - V (e-V in e)] (5.3) или с учетом граничных условий Е = Е 0 - j G ( r,r /)f:2e 1(r/,;)E (r',0+V (E (r,,?)Vln[l + e1(r/, 0 ] ) K, (5.4) где Е 0(г) - исходное световое поле (падающая волна) в отсутствие флуктуаций диэлектрической проницаемости [(r,f)s [e(r,r)—(e(r,?))](e(r,?)) 1 - флуктуирующая часть ди­ электрической проницаемости, к 2 - к%(e(r,?)), (е(г,t)) = const, функция Грина [30] Точны х реш ений поставленной задачи в общ ем случае не су­ щ ествует, а характер приближ ений в первую очередь зависит от свойств функции (г,/).

5.1. Модель случайного поля диэлектрической проницае­ Для анализа прям ой задачи оптического зондирования (по­ строения модели оптической трассы ) необходим а априорная ин­ формация о среде. Д ля задач типа (5.1) - (5.5) - о диэлектрической проницаемости среды.

В общ ем случае поле диэлектрической проницаем ости морской среды в рабочем объем е оптического прибора м ож ет быть пред­ ставлена в виде.

Здесь 0 — диэлектрическая проницаем ость «невозмущ енной»

среды; е т (г, t) ф луктуирую щ ая часть непреры вно-неоднородного случайного поля диэлектрической проницаемости, обусловленная флуктуациями плотности из-за турбулентны х ф луктуаций тем пера­ туры и солености; зв(г,г) - ф луктуирую щ ая часть диэлектрической проницаемости, вы званная изм енениям и плотности ж идкости из-за колебаний давления (звуковы е волны). П оследний член (5.6) опи­ сы вает флуктуации e ( r,t), обусловленны е наличием м орской взве­ си. П ри этом морская взвесь представлена в виде «газа примеси», состоящ его из N частиц, пом ещ енны х в объем W ~ М 3, М - внеш ­ ний масш таб задачи, у,гД ?) - диэлектрическая проницаемость и радиус-вектор частицы, функция т Д г - Г у (/),?) характеризует ф орму и ориентацию j -й частицы (равна нулю вне и единице внутри частицы). В связи с недостатком данных о функции $ для морской взвеси мы ограничимся моделью сферических частиц где cij - радиус j -й частицы, Таким образом, наша задача состоит в определении статисти­ ческих характеристик случайного поля e ( r,t ) и приведении полу­ ченных соотношений к виду, пригодному для проведения расчетов и оценок параметров трассы оптического зондирования —статисти­ ческих характеристик пространственно-временной изменчивости световых полей, регистрируемых оптическими датчиками. При этом мы ограничимся рассмотрением пространственных характеристик поля е(г,г), опуская ниже его зависимость от t. Переход к вычис­ лению пространственно-временных характеристик можно осущест­ вить различными известными способами (например, путем исполь­ зования гипотезы локальной замороженности или соответствующих дисперсионных соотношений) [31].

Выражение (5.6) для диэлектрической проницаемости имеет простой вид, поэтому нетрудно осуществить формальное статисти­ ческое усреднение по ансамблю реализаций среды и получить, на­ пример, выражения для среднего значения Г^0(г) = (е(г)) и корре­ ляционной функции в г (Г1.:г2) = к О(Г1 - К о (Г1)r ito(r2) = ([e(r i ) - ( e fo )) ] [е (r2) •- ( (r2)) ]}, где для простоты рассматриваются вещественные поля диэлектри­ ческой проницаемости (учет мнимой части показателя преломле­ ния, то есть учет поглощения, осуществляется стандартными спосо­ бами [32]). Однако полученные в общем виде соотношения окажут­ ся практически бесполезными [101]. Дело в том, что разнообразие видов морской взвеси и отсутствие надежных методик измерения ее характеристик привели к тому, что в настоящие время не имеется достаточно полных и обоснованных сведений о ее статистике. Речь идет в основном о средних значениях тех или иных параметров (концентрации частиц, относительного показателя преломления, размерах). Поэтому для получения конструктивных (с точки зрения количественных оценок параметров трассы оптического зондирова­ ния) выражений для (е(г)} и Вс (г,, г2) мы вынуждены сделать ряд допущений:

1. распределения частиц по координатам, размерам и диэлек­ трическим проницаемостям статистически независимы;

2. диэлектрическая проницаемость ; (r), j = не зависит от координаты г ;

3. распределение частиц в пространстве статистически одно­ родно и изотропно, т.е.

где п - число частиц в единице объема, / г(г) - одночастичная функция распределения частиц по координатам;

4. случайные функции т(г), зв(г) и случайные величины 8j, cij, Yj статистически независимы.

Пусть случайные поля т(г) и зв(г) статистически однород­ ны, причем (ет(г)) =(зв(г)) = 0 (обобщение полученных ниже со­ отношений на случай случайных полей, обладающих т стационар­ ными приращениями по координатам и отличным от нуля средним значением осуществляется достаточно просто, но приводит к гро­ моздким формулам). Тогда при сделанных выше предположениях [101] Б(г, - г 2) = {Вт(г, - г 2)+Язв(г1~r2)}|l- 2 n ( v a) + n j / „( аУр ^ - г 2|,a}la)+ где а функции Уе (в) и f a {о.) - одночастичные функции распределения частиц по диэлектрическим проницаемостям и размерам соответст­ венно.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 15 |
 



Похожие работы:

«ACADEMY OF SCIENCES OF THE USSR FAR E A S T E R N CENTRE, INSTITUTE OF BIOLOGY A N D PEDOLOGY V. A. KRASSILOV The Cretaceous Flo of Sakhalin Project N 58 (Mid-Cretaceous Events) of the International Geological Correlation Programme PUBLISHING HOUSE NAUKA Moscow 1979 В. А. КРАСИЛОВ Меловая флор Сахалина Проект 58 (Средний мел) Международной программы геологической корреляции И З Д А Т Е Л Ь С Т В О НАУКА Москва 1979 У Д К 561 : 551.763.3(571.64) Красилов В. А. Меловая флора Сахалина. М.: Н а у к...»

«Настоящее Положение нацелено на повышение научно-методического уровня учебной и научной литературы и улучшение обеспеченности ею студентов федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Иркутский государственный университет, совершенствование работы по подготовке рукописей, улучшение планирования издания литературы, обеспечение своевременности ее выпуска. Положение определяет взаимоотношения и обязанности подразделений ИГУ, участвующих...»

«XV-XVII вв. б-ки Моск. Духов. Акад. и семинарии: предвар. список / сост. И.В. Поздеева, А.В. Дадыкин. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. - 144 с.: ил. Учтено 546 печ. экз. Вруцелето, эмблемат, апофегмат.:...»

«Веселый и беззаботный нрав неразлучника обязательно сделают его всеобщим любимцем. Однако плохие условия содержания могут испортить характер птицы, сделав ее угрюмой, недоверчивой и раздражительной, иногда даже агрессивной. Чтобы исправить положение, надо проявить терпение и изучить всю доступную литературу по данному вопросу, а также проявить к неразлучникам максимум любви и заботы. Они...»

«ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТ ПО ЛЕСОУСТРОЙСТВУ И ТАКСАЦИИ специальность 250110 Лесное и лесопарковое хозяйство (базовой подготовки) п. Правдинский 2011 Примерная программа профессионального модуля Проведение работ по лесоустройству и таксации (базовой подготовки) разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 250110 Лесное и лесопарковое хозяйство Организация-разработчик: ФГУ...»

«Францина Суза Ф84 Йога зрелой женщины: уникальная альтернатива гормональной терапии / Перев. с англ. — М.: ООО Издательский дом София, 2011. — 224 с. ISBN 978-5-399-00187-6 Эта книга — для женщин, вступающих в так называемый период зрелости. В ней приводятся тщательно отобранные йогические упражнения и практические рекомендации, которые помогут вам если не обратить гормональные процессы вспять, то, по крайней мере, сделать их мягкими и безболезненными. Вы сможете: справиться с перепадами...»

«Пособие участника Canadian Human Rights Foundation Тренинг для учителей по правам человека Книга 1 критический анализ обучение для перемен действия пытное обучение участники фасилитаторы знания, способности и мнения участников отдельные примеры исполнение ролей предоставление инициативы обучаюшимся размышления дискуссии в небольших группах разработка идей оценка Пособие участника Canadian Human Rights Foundation Подготовлено и издано Канадским фондом прав человека Бульвар Рене-Левек 1425 Офис...»

«КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ КНИГИ ПРАВИЛЬНЫЙ ПУТЬ ПОНИМАНИЯ ЕДИНОБОЖИЯ САЛИХА ИБН АЛЬ-АЗИЗА АЛЬ АШ-ШЕЙХА Перевод с арабского Издательский Дом СВЕТ ИСЛАМА М. Х. Аль-Кахтани Предел желающего. Краткое изложение книги Правильный путь понимания поклонения шейха Салиха ибн Абд аль-Азиза Аль аш-Шейха Перевод: А. Ю. Исаев Общая редакция: Абу Умар С. М. Ответственный за издание М.Х. Абдуллах В этой книге рассматривается важнейший из столпов мусульманской веры – вера в Единого Аллаха, которая подразумевает...»

«ВОЗВРАЩЕНИЕ К ИСТОКАМ Воспоминания и размышления ИЗРАИЛЬ 2011 3 Редактор Семён Габай Обложка Алены Ягудаевой На 1-й стр. – Лев Шихман. 1954 г. Лев Шихман. ВОЗВРАЩЕНИЕ К ИСТОКАМ. Воспоминания и размышления. Издательство Звёздный ковчег. Стр. 336 © Лев Шихман. Возвращение к истокам. ©Все права принадлежат автору ИЗРАИЛЬ 2011 4 Брониславе, моей жене и преданному другу с глубокой любовью и нежностью за помощь, понимание и поддержку посвящаю эту книгу 5 6 РАННЕЕ ДЕТСТВО Я ем повидло с хлебом. Тётя...»

«Приложение N 1 к приказу МВД России от 25.04.2012 N 360 АДМИНИСТРАТИВНЫЙ РЕГЛАМЕНТ МИНИСТЕРСТВА ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ПРЕДОСТАВЛЕНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЙ УСЛУГИ ПО ВЫДАЧЕ ГРАЖДАНИНУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЛИЦЕНЗИИ НА ПРИОБРЕТЕНИЕ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОРУЖИЯ ОГРАНИЧЕННОГО ПОРАЖЕНИЯ И ПАТРОНОВ К НЕМУ I. Общие положения Предмет регулирования регламента 1. Административный регламент Министерства внутренних дел Российской Федерации по предоставлению государственной услуги по выдаче гражданину...»






 
© 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.