پراکندگی از ذرات کروی با توزیع تصادفی و کاربردهای آن در حفاظت محیط زیست
First Statement of Responsibility
/اصلان نوری مقدم
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق وکامپیوتر
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۵
Name of Manufacturer
، افشاری
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی برق - مخابرات
Date of degree
۱۳۹۵/۱۱/۱۳
Body granting the degree
دانشگاه تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
آسیبصهای زیست محیطی و آلودگی ناشی از ذرات گرد و غبار معلق در هوا، توجه بسیاری از محققان را برای یافتن راهصحل مناسب جلب خود کرده است .در طی این پژوهش سعی میصشود با مطالعه پراکندگی امواج از بین ذرات گرد و غبار، که به شکل کره های دی الکتریک تلفاتی با توزیع آماری تصادفی در نظر گرفته میصشوند و همچنین بررسی نیروهای بین ذره ای ناشی از مجموع میدان الکتریکی اعمالی و میدان پراکنده شده از سایر ذرات در محل هر ذره کروی، مسیر و نحوه حرکت ذرات مورد مطالعه قرار گیرد .برای بررسی پراکندگی موج الکترومغناطیسی از میان آرایهصهای کروی شکل، ابتدا مسئله پراکندگی الکترومغناطیسی چندگانه از میان این ذرات با استفاده از تئوری مای (Mie Theory) بررسی شده است .سطح مقطع راداری (RCS) برای حالتصهای متفاوتی از مسئله توسط الگوریتم کدنویسی شده با نرمصافزار میدانی CST به منظور اعتبارسنجی مقایسه می-شود .در بخش بعدی به منظور اعمال الگوریتم بر روی ذراتی با ابعاد بسیار کوچک در قیاس با طول موج، مدل معادل کروی با استفاده از تئوری محیط موثر (Effective Medium Theory) مطرح گردیده و محدودیت روش مای برای کرهصهای بسیار کوچک مرتفع میصشود .همچنین برای بررسی کاربرد زیست محیطی پایانصنامه مشخصات الکتریکی ذرات گرد و غبار نظیر گذردهی و رسانایی الکتریکی در فرکانس مدنظر برای اندازهصگیری کمیت RCS استخراج میصشود و در طی دو مسئله متفاوت پراکندگی از ذرات کروی شکل با جنس خاک بررسی میصگردد .در انتها با استفاده از تقریب دوقطبی مجزا (Discrete Dipole Approximation) کرهصهای مدنظر به صورت دوقطبی-های الکتریکی مدل شده و نیروی وارد بر این ذرات به طور کامل محاسبه میصشود .توسط نمودارهای گرافیکی و جدولصهای در نظر گرفته شده، پنج مسئله متفاوت برای این حالت شبیهصسازی میصشوند .روش ارائه شده توسط نرمصافزار محاسباتی MATLAB کدنویسی میصشود که نتایج آن برای بررسی بیشتر با نرم افزار میدانی CST مقایسه میصشوند.روش بکار رفته برای تحلیل مسئله کاملا منطبق بر تئوری الکترومغناطیسی پراکندگی و استفاده از روشصهای بازگشتی برای بدست آوردن ضرایب میدانصهای بسط داده شده توسط توابع موج برداری کروی است
Text of Note
Nowadays one of the most important reasons for air pollution is the well-known dust phenomenon. The environmental harms caused by these particles get researchers attention to find a proper solution. Thesis propose is to study scattering of EM wave through dust medium, which are considered to be spherical lossy dielectric particles with random statistical distribution, to deviate the particles from their own way. First, multiple scattering through spherical particles should be considered. Mie Theory is the main basis of thesis for multiple scattering. Several distributions with different conditions are considered to simulate with MATLAB coding. These Simulations are validated by CST software to reassure the writer about the reliability. Radar Cross Section of the particles is the major parameter in simulations, so comparison between MATLAB coding and CST software is based on RCS calculation. For the particles much smaller than wavelength a new bulk model based on Effective Medium Theory is presented, so that the limitation problem of Mie Theory for extra small particles is solved by this method. This method also simulated by several conditions. Finally, Discrete Dipole Approximation is applied on several thesis simulations to calculate electromagnetic forces exerted on spherical dust particles. Electrical properties of soil and dust particles investigated on desired frequency. Basics of thesis are completely based on EM wave scattering methods with the help of recursive techniques to calculate vector spherical wave function expansion coefficients of electric fields