Индикатрис рассеяния

Зная огибающие последовательности эхо-сигналов во времени сканирования t и время Тя (или N при данном F), нетрудно графоаналитически рассчитать снижение чувствительности Sn с увеличением скорости ос. На рис. 6.27 в качестве примера отображены результаты графоаналитического расчета изменения предельной чувствительности к отражателям с круговой индикатрисой рассеяния, расположенным на определенной глубине, в зависимости от скорости сканирования при стабильном акустическом контакте; 5П1 — чувствительность при vat = vcl, A0 = 0,75. Видно, что повышение скорости сканирования даже при идеаль-

Зная огибающие амплитуд при заданных диаграммах направленности, можно определить индикатрису рассеяния дефекта, Под индикатрисой рассеяния отражателя (дефекта) понимают нормированную функцию, описывающую ноле отражаемой в направлении к преобразователю УЗ-волны, падающей на дефект.

связаны с их исти нньши размерами, так как последние определяют амплитуду эхо-сигнала. Измеренные условные размеры дефекта с круговой индикатрисой рассеяния не дают никакой новой полезной информации по сравнению с той, которая содержится в амплитуде эхе'-сигнала от дефекта. Более того, значения AL, АХ и АЛ, измеренные при постоянной условной чувствительности, немонотонно зависят от глубины залегания дефекта.

решения задачи переноса излучения в рассеивающих средах для конкретных видов индикатрис рассеяния (Л. 41, 42, 55, 59], проведенные на основе аппроксимации уравнения переноса. В других работах выполнены приближенные теоретические решения задачи радиационного теплообмена с учетом рассеяния для сферической [Л. 56, 58, 344] и произвольной [Л. 57] индикатрис рассеяния среды. Рассмотрим процесс теплообмена излучением между плоским слоем поглощающего и рассеивающего таза и граничными поверхностями слоя. Решение задачи осуществляется на основе дифференциально-разностного приближения для произвольных индикатрис рассеяния среды [Л. 29]. Схема задачи представлена «а рис. 4-1, а. Изотермический плоский слой газа имеет постоянную во всех сечениях температуру Гг=сош1. Газ обладает следующими радиационными характеристиками: спектральным показателем преломления nVj спектральными коэффициентами поглощения a'v и рассеяния fv и индикатрисой рассеяния Yv(s'- s)- Вследствие постоянства температуры газа все его спектральные радиационные характеристики, а также спектральная поверхностная плотность равновесного излучения

В отношении задания граничных условий в самой среде дело обстоит гораздо сложнее. Если для поверхностей модели граничные условия первого рода моделируются сравнительно просто и основные затруднения связаны с заданием граничных условий второго рода, то для среды задание любых граничных условий встречает значительные трудности. Сравнительно просто удается моделировать в ослабляющей среде лишь состояние локального радиационного равновесия (divqp='0). В этом случае, если индикатриса рассеяния среды в исследуемой системе является сферической, подобие полей объемных плотностей эффективного и падающего излучения достигается путем применения в модели чисто рассеивающей среды также со сферической индикатрисой рассеяния. При этом критерий Бугера в образце, подсчитанный по коэффициенту ослабления реальной

индикатрисой рассеяния (рис, 3-12). Форма ее может быть охарактеризована для расчетов [Л. 3] интегральным коэффициентом или параметром 8у. Для изотропного рассеяния имеем симметричную по всем направлениям индикатрису и 5v=1/3. В предельном случае отбрасывания назад всего рассеиваемого излучения мы имели бы предельно вытянутую назад индикатрису, 5v = 1 и максимальное влияние рассеяния на лучистый теплообмен. В другом предельном случае, соответствующем отбрасыванию всего рассеянного излучения вперед, т. е. максимально вытянутой вперед (по ходу падающего излучения) индикатрисе, мы имели бы 8v = 0 и

Экспериментальное исследование структуры потока за сопловыми решетками, выполненное И. А. Ятчени [Л. 46], также подтверждает выводы о конденсации пара в кромочных следах. Исследования проводились оптическим методом, основанным на рассеянии света, проходящего через дисперсную рреду. Кривая, характеризующая распределение рассеянного света по разным направлениям, называется индикатрисой рассеяния [Л. 137].

Величины р и т являются основными параметрами, определяющими не только фактор рассеяния KL но и распределение рассеянного света по различным направлениям 9. Это распределение характеризуется индикатрисой рассеяния ух = F (р, т, 9).

Для поглощающих и рассеивающих частиц (0 < Sc^
Формулы [92 ] также приводят к весьма простым соотношениям, аналогичным (2-57) для нерассеивающей среды и (2-58) для частиц с предельно вытянутой вперед индикатрисой рассеяния.

При более высоких значениях р угловое распределение рассеянного излучения отличается от рэлеевского. Резко возрастает рассеяние вперед по направлению распространения падающего излучения. Оно концентрируется в малом телесном угле по этому направлению. На рис. 4-5, помимо непосредственно индикатрис рассеяния, приведены также в зависимости от р величины »1вп/нз и т)нэ- Из рисунка видно, что если при р <; 0,1 доля рассеянной вперед энергии составляет 0,5, то уже при р = 0,5 она доходит почти до 0,7, а при р = 2 •— почти до 0,99. Еще более заметно изменяется коэффициент асимметрии индикатрисы рассеяния г]вп/Нз- Проведенные расчеты показали, что с уменьшением р и увеличением X величина т)Нз возрастает, стремясь к своему асимптотическому значению Гнз = 0,5 для частиц углерода малых размеров с рэлеевской индикатрисой рассеяния. Наоборот, с увеличением р величина т]нз заметно убывает, стремясь к нулю при р -> оо.

Все сказанное выше о связи корреляционной функции поверхности Хв (v) с дифференциальной по 8 и ф индикатрисой рассеяния Ф (8, ф) справедливо для любых длины волны Л, и угла скольжения 60. Выбор их зависит от свойств поверхности и условий эксперимента. В следующих параграфах мы рассмотрим особенности рассеяния рентгеновского излучения.

Индикатриса наиболее полно характеризует конфигурацию и ориентацию дефекта. Однако определение как индикатрис рассеяния, так и огибающих амплитуд весьма сложно и трудоемко. В связи с этим в практике УЗ-дефектоскопии ограничиваются

Метод использует особенности формирования индикатрис рассеяния (ИР) продольных и поперечных волн для дефектов различного типа. В качестве примера на рис. 5.39 показаны некоторые ИР для несплавлений. Излучение осуществлялось преобразователем с переменным углом ввода, Dnp = 18 мм, f = 1,8 МГц; углы падения поперечных волн у = 50° < 7крз (сплошные линии), у = 57° = 7кРз (штрихпунктирные линии), f = 65° > 7крз (штриховые линии). Поле продольных волн исследовалось точечным приемником на обеих поверхностях образцов. На основании анализа ИР трансформированных продольных волн можно выделить следующие закономерности. ИР состоят из двух лепестков; максимум нижнего лепестка расположен под углом фн — 10 ... 20°, максимум верхнего лепестка при срв = 180°. Физическая природа образования обоих лепестков различна. Верхний лепесток образуется в результате трансформации поперечной волны, падающей на острый край несплавления. Видно, что, если не считать небольшого подъема при Я = 6 мм, амплитуда краевой волны остается почти постоянной.

теплоносителей является весьма существенной. Характер и форма индикатрис рассеяния оказываются ори этом самыми разнообразными. Поэтому исследование роли рассеяния применительно к задачам теплотехники я теплоэнергетики представляет существенный практический и теоретический интерес.

решения задачи переноса излучения в рассеивающих средах для конкретных видов индикатрис рассеяния (Л. 41, 42, 55, 59], проведенные на основе аппроксимации уравнения переноса. В других работах выполнены приближенные теоретические решения задачи радиационного теплообмена с учетом рассеяния для сферической [Л. 56, 58, 344] и произвольной [Л. 57] индикатрис рассеяния среды. Рассмотрим процесс теплообмена излучением между плоским слоем поглощающего и рассеивающего таза и граничными поверхностями слоя. Решение задачи осуществляется на основе дифференциально-разностного приближения для произвольных индикатрис рассеяния среды [Л. 29]. Схема задачи представлена «а рис. 4-1, а. Изотермический плоский слой газа имеет постоянную во всех сечениях температуру Гг=сош1. Газ обладает следующими радиационными характеристиками: спектральным показателем преломления nVj спектральными коэффициентами поглощения a'v и рассеяния fv и индикатрисой рассеяния Yv(s'- s)- Вследствие постоянства температуры газа все его спектральные радиационные характеристики, а также спектральная поверхностная плотность равновесного излучения

Рис. 4-4. Зависимость коэффициента ?v от критериев a'vL и «'„/&'„ для симметричных „вперед — назад" индикатрис рассеяния (flv= 1/2).

Покажем, что для осесимметричных индикатрис рассеяния (т. е. для реальных индикатрис) три коэффициента 8v . (i = \, 2, 3) оказываются равными между собой:

Для индикатрис рассеяния, обладающих симметрией относительно направления рассеиваемого луча s', имеет место соотношение

Проанализируем значения коэффициентов 8„, получающиеся в соответствии с (5-18) для различных случаев осесимметричных индикатрис рассеяния.

Рис. 5-1. К анализу различных видов осесимметричных индикатрис рассеяния.

Поскольку для реальных индикатрис рассеяния имеет место равенство (5-18), то выражения тензоров эффек-150

Для реальных осесимметричных индикатрис рассеяния, у которых выполняется условие (5-11), выражения тензоров L и t несколько упрощаются и их компоненты принимают вид: