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geometry > 論文 > 六角柱の表面のざらつきを考慮した形状モデル > Gaussian random surface | ADDAによる粒子の散乱特性

論文 (Open Access)
Effects of surface roughness with two scales on light scattering by hexagonal ice crystals large compared to the wavelength: DDA results
by C.T. Collier, E. Hesse, L. Talor, Z. Ulanowski, A. Penttila, T. Nousiainen

氷雲などで見られる六角柱の粒子について、表面のざらつきを考慮した光散乱数値シミュレーションをしている。シミュレーションコードはADDAを使用している。

表面のざらつきはどのように再現しているかというと、Gaussian random surfaceという手法を用いている。
(ヘルシンキ大学のグループは別途、Muinonenらにより、Gaussian random sphereという非球形形状の生成手法の開発もしている。こちらのG-sphere)。

Fig.1に形状の紹介がされている。

  • a. 展開図
  • b. 端の三角形を折り曲げた状態。subfacetが伸びた状態
  • c. bに加えてedge subfacets補正をした
  • d. 一つのsubfacetを折りたたんだ状態
  • e. 全部のsubfacetを折りたたんだ状態

Fig.2にSEMイメージがある。

Fig.3にはsurfaceの状態の紹介がある。overall profileの除去前と除去後、およびpower spectrum。

Fig.4には0.47 um-1より大きい波数を除いた結果。
Fig.5には0.47 um-1より小さい波数を除いた結果。

Fig.6はcrystal orientationsの例

Fig.7は使用座標系

Table.1はsize parameterおよび形状の変数との関連

Fig.8はPhase function(光がどの方向にどの強度で散乱されるかを表す)。左から右は粒子の方向を表す。上から下はsize parameterの違いを表す。線の違いにより、Smooth, One-scale rough, Two-scale roughの違いを表す。

Fig.9はphase functionの後方散乱部分。

Fig.10は方位角と散乱角の関係

Table.2はAsymmetry parameters

Fig.11は前方散乱の2D表示
Fig.12は後方散乱の2D表示

Fig.13はDegree of linear polarization。

Table 3. direct forward transmissionの変化(one-scale, two-scale rought crystals)

Fig.14 asymmetry parametersとsize parameter、roughnessの関係

Fig.15 二次元のinteisity patterns (size paramter:100)