基于蒙特卡羅方法的隨機(jī)粗糙表面仿真

于小寧

摘要： 利用隨機(jī)粗糙面的相關(guān)函數(shù)及其表面譜密度函數(shù)，結(jié)合蒙特卡羅方法建立隨機(jī)粗糙表面模型，并對粗糙表面統(tǒng)計(jì)參數(shù)均方根高度和相關(guān)長度與表面高度的關(guān)系進(jìn)行特性分析。通過仿真可知：高度均方根和相關(guān)長度的變化對表面高度有很大影響，當(dāng)均方根高度不同，相關(guān)長度相同時，表面高度隨均方根增大而增大；當(dāng)均方根高度相同時，相關(guān)長度越大，周期變??；通過改變某一方向上的相關(guān)長度，只改變本方向上的周期，而對其他方向不產(chǎn)生影響。

Abstract： Correlation function and surface spectral density function of random rough surface are combined with Monte Carlo method to establish the random rough surface model， and the relationship of RMS height and correlation length of the surface is studied. The simulation shows that： the change of correlation length and the RMS height have great effect on the surface height， when the correlation length is the same， the surface height increases with RMS height； when the RMS height is the same， the correlation length is larger but the cycle is smaller； through changing the correlation length in one direction， only change the direction of the cycle， but has no effect on the other direction.

關(guān)鍵詞： 激光雷達(dá)；蒙特卡羅；隨機(jī)粗糙表面

Key words： lidar；Monte Carlo；random rough surface

中圖分類號：O348.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）08-0226-03

3 結(jié)語

本文通過隨機(jī)粗糙面的相關(guān)函數(shù)和表面譜密度函數(shù)，引用經(jīng)典的隨機(jī)粗糙面產(chǎn)生方法，結(jié)合蒙特卡羅方法實(shí)現(xiàn)隨機(jī)粗糙面模擬，通過對不同參數(shù)的設(shè)置，分析了各參數(shù)對隨機(jī)粗糙面的起伏高度的影響。

改變某一方向的相關(guān)長度，隨機(jī)粗糙面僅對該方向上的表面起伏產(chǎn)生影響，對其它方向沒有影響；改變其均方根高度，該隨機(jī)粗糙面的起伏高度產(chǎn)生影響；而同時改變隨機(jī)粗糙面的相關(guān)長度和均方根高度，其效果與前一致，且不相互影響；生成隨機(jī)粗糙面的次數(shù)越多所產(chǎn)生的粗糙面起伏越小。

隨機(jī)粗糙表面的蒙特卡羅模擬及其參數(shù)分析將為隨機(jī)粗糙面散射的數(shù)值計(jì)算奠定基礎(chǔ)。

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