Метод Монте-Карло для численного моделирования переноса лучистой солнечной энергии в кристаллических облаках
Б.А. Каргин1, Е.Г. Каблукова1, Ц. Му2, С.М. Пригарин1,3
1Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
bkargin@osmf.sscc.ru
2Университет МГУ-ППИ, Шэньчжэнь, КНР
3Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ), Новосибирск, Россия
smp@osmf.sscc.ru
Ключевые слова: перенос излучения, метод Монте-Карло, перистые облака, геометрическая оптика
Страницы: 173-187
Аннотация
Работа посвящена численным моделям, связанным с переносом излучения в ледяных облаках. Рассмотрена математическая модель кристаллических частиц нерегулярной формы и алгоритм моделирования таких частиц на основе построения выпуклой оболочки набора случайных точек. Исследованы два подхода к моделированию переноса излучения в оптически анизотропной облачности. В первом подходе используются предварительно вычисленные индикатрисы рассеяния для кристаллов различных форм и ориентаций. Во втором подходе не требуется знания индикатрис рассеяния, угол рассеяния излучения моделируется непосредственно при взаимодействии фотона с гранями кристалла. Такой подход позволяет достаточно просто настраивать входные параметры задачи при изменении микрофизических характеристик среды, включая форму, ориентацию, прозрачность частиц и шероховатость их границ, и не требует предварительных трудоемких вычислений. Изучено влияние флаттера на пропускание излучения облачным слоем и угловые распределения отраженного и пропущенного излучения.
DOI: 10.15372/SJNM20240204 |
