Отзыв оппонента Горбунова М.Е. (1097731)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА на диссертационную работу Илюшина Ярослава Александровича «Методы теории переноса излучения в средах с сильно анизотропным рассеянием», представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.03— радиофизика.

Диссертационная работа Илюшина Я.А. посвящена исследованию задач, связанных с рассеянием электромагнитных волн различных диапазонов в случайных средах, состоящих из плотно упакованных рассеивающих частиц с высокой анизотропией индикатрнсы рассеяния, когда рассеяние происходит преимущественно на малые углы. В работе рассмотрены задачи переноса излучения в средах с сильно аннзотропным рассеянием, задачи глубинного радиозондировання слоистых покровов небесных тел, задачи рассеяния радиолокационных сигналов на ионосферных неоднородностях, а также задачи расчета влияния осадков на уходящее микроволновое излучение атмосферы. Целью диссертационной работы являлось построение малоугловых приближений н решения краевых задач для уравнения переноса излучения, разработка методов численного моделирования радиолокации слоистых покровов небесных тел, численное моделирование полей излучения в неоднородных средах с дихроизмом и разработка методов решения обратных задач дистанционного зондирования рассеивающих сред.

Для этого были разработаны новые асимптотические и численные методы описания распространения электромагнитного излучения в случайных средах с сильно анизотропным рассеянием, обобщены результаты теории переноса излучения на случай сред с регулярными градиентами показателя преломления, созданы н реализованы метода расчета широкополосных сигналов, распространяющихся в случайных средах, на основе согласованной фильтрации н апертурного синтеза. Актуальность диссертационной работы обусловлена интенсивным развитием активного н пассивного дистанционного зондирования неоднородных и случайных сред с учетом возросших требований к точности, измерений, численных моделей и методов восстановления параметров зондируемых сред. Ряд важных задач, включающих радиолокацию и эксперименты по распространению света в суспензиях мелкоднсперсных частиц, включающих туманы и дымы, связаны с распространением электромагнитного излучения в случайной среде, состоящей и плотно упакованных рассеивающих частиц с высокой анизотропией инднкатрисы рассеяния, в которых рассеяние происходит преимущественно на малые углы.

Прн решении задач радиолокации сильных рассеивателей сквозь аннзотропно рассеивающую среду необходимо располагать эффективными и высокоточными алгоритмами расчета рассеяния в широком диапазоне частот с учетом сложной конфигурации источников и приемников излучения. Ряд естественных рассеивающих сред (дождгь снег, кристаллы льда) состоят нз несферических частиц с преимущественной ориентацией, что приводит к существенной роли эффектов поляризации. Это приводит к необходимости решения задач теории переноса излучения с учетом днхроизма. Таким образом, не вызывает сомнений актуальность разработки аснмптотических эффективных асимптотических и численных методов указанных задач радиофизики н оптики. Диссертационная работа представлена на 295 страницах машинописного текста и содержит 106 рисунков н 4 таблицы.

Список литературы включает 318 ссылок, а также 24 ссылки на публикации диссертанта. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех глав, содержащих материал, выносимый на защиту, заключения, содержащего основные результаты и выводы, списка публикаций по теме работы и списка цитируемых источников. Во введении достаточно подробно излагаются цели и задачи диссертационной работы н обосновывается нх актуальность. В первой главе приведен подробный обзор литературы, посвященной исследованию распространения волн в средах с неоднородностями, масштаб которых существенно превышает длину волны.

В частности, ряд таких задач решается на основе использования теории переноса излучения. Для указанных задач существует ряд приближенных методов, однако учет рассеяния на большие углы ставит ряд трудных задач вычислительного характера. В существующей литературе описан ряд приближенных методов, основанных существенных упрощениях, и точность которых по современным меркам оказывается недостаточной. В первой главе также рассмотрена литература по вопросам, связанным с когерентным усилением обратного рассеяния, или слабой локализации в средах многократным рассеянием и вопросам учета регулярной рефракции в задачах переноса излучения.

Вторая глава посвящена построению малоуглового приближения для уравнения переноса излучения. Использованные ранее варианты малоуглового приближения не учитывалн дисперсии длин путей распространения. В данной диссертационной работе предложен новый подход, основанный на том, что вместо разложения в ряд Тейлора косинуса угла направления рассеяния„уравнение делится на этот косинус и далее строится разложение обратной величины. Получаемое уравнение оказывается существенно проще и одновременно точнее тех, которые применялись ранее. Далее строится решение на основе метода сферических гармоник и матричной формулировки.

В дальнейшем этот подход обобщается на случай векторного уравнения переноса излучения. Данный результат представляется очень ценным. Далее рассмотрена задача нестационарного уравнения переноса излучения. Решение задачи распространения коротких импульсов при малоугловом рассеянии строится на основе использования Фурье-представления, разложения по сферическим гармоникам и перехода к матричному представлению, Далее показано, что на большей части комплексной плоскости матрица этой задачи плохо обусловлена. Для того, чтобы обойти эту трудность, диссертант применяет здесь описанный выше прием деления на косинус угла рассеяния.

Проведено численное моделирование разработанным методом и показано, что результаты близки к результатам эталонного метода Монте-Карло, Далее рассмотрено уравнение переноса для поляризованного излучения. Показано, что точность его решения можно также улучшить, используя этот прием. В ряде задач математической физики важную роль играет разложение решения на гладкую регулярную (параметрикс) и сингулярную части решения. Диссертант применяет этот подход для рассмотрения решения уравнения переноса излучения для выделения аиизотропной составляющей полного решения. При этом также важную роль играет описанный выше прием деления уравнения на косинус угла рассеяния и перехода к матричным представлениям сферических гармоник.

Очень узкий пучок излучения является приближением к однонаправленному лучу от точечного источника, т.е. инфинитезимального решения уравнения переноса. В работе рассмотрено численное моделирование узких пучков в приближении квазиоднократного обратного рассеяния без учета поляризации и диффузной компоненты. Для этого в уравнении переноса излучения вьщеляются прямой и обратный потоки излучения, для который записываются уравнения в малоугловом приближении. Поскольку угловое распределение потока излучения в данной задаче сингулярно, его невозможно представить в виде суммы рядов. По этой причине вводится ядро аподизации с регулируемой угловой шириной.

Предлагаемый подход обобщен на случай нестационарных, модулированных и импульсных пучков. Эта задача важна для разработки лазерной инструментальной системы посадки для авиации. В задачах зондирования атмосферы важную роль играет систематический градиент показателя преломления, приводящий к рефракции зондирующих лучей. В работе рассмотрено обобщение уравнения переноса на случай одномерной плоскослоистой среды с рефракцией, Решение строится в виде суммы четырех компонент: известное нерассеянное поле источника„поток излучения, рассеянного на малые углы вперед, поток излучения, рассеянного на малые углы назад, дополнительная поправка. Получены связанные урав- пения для компонент и показано, что последняя поправка является гладкой функцией, которая может быть найдена известными численными методами.

Эффект когерентного усиления обратного рассеяния, называемый в квантовой механике слабой локализацией, связан с двукратным прохождением волной в случайной среде одних и тех же неоднородностей. В работе рассмотрено численное решение уравнение переноса излучения с учетом эффекта усиления обратного рассеяния. В работе получено выражение для вклада скрещенных диаграмм в обратное рассеяние и проведено полное численное решение уравнения переноса излучения и смоделирован эффект когерентного усиления обратного рассеяния, Полученные ранее результаты обобщены на случай сред с рефракцией, В работе проведен анализ явления гало обратного рассеяния и построена его количественная теория. Проведено численное моделирование этого эффекта.

Далее показано, каким образом развитый подход может быть применен для решения 2- и 3- мерных задач с в областях произвольной геометрии. В третьей главе рассмотрены задачи радиозондирования слоистых ледяных покровов небесных тел. Рассмотрены происхождение и строение марсианских полярных льдов, являккцихся смесью льда и пыли. Построена модель марсианских полярных льдов, включающая объемный коэффициент ослабления, альбедо однократного рассеяния и эффективную групповую скорость волн в среде.

Показано„что когерентным рассеянием между соседними слоями среды можно пренебречь, что позволяет применять теорию переноса излучения для одномерной слоистой среды. Получено уравнение переноса в двухпотоковом приближении и проведено численное моделирование радиолокационных сигналов с линейной частотной модуляцией. Получены оценки диэлектрических свойств марсианских полярных щитов по данным радиолокации с использованием инструментов МАК318 и ЯНАВА0. Из сравнения асимптотических решений уравнения переноса излучения и радиолокационного эха получена верхняя оценка тангенса потерь.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации