Том 30, номер 06, статья № 2

Аннотация:

Представлена микрофизическая модель фотофоретического движения агрегатов сажи, учитывающая их фрактальную структуру. Проведено сопоставление с известными экспериментальными данными, обнаружено их хорошее качественное и количественное согласие. Приведены результаты расчетов характеристик движения фракталоподобных агрегатов сажи в поле атмосферной радиации. Показано, что для модели фракталоподобных частиц фотофоретические эффекты для сажевого аэрозоля в условиях стационарной атмосферы наиболее существенно проявляются на высотах верхней тропосферы – средней стратосферы.

Ключевые слова:

сажевый аэрозоль, фотофорез, фракталоподобные частицы, стратосфера

Список литературы:

1. Beresnev S., Chernyak V., Fomyagin G. Photophoresis of a spherical particle in a rarefied gas // Phys. Fluids. A. 1993. V. 5, N 8. P. 2043–2052.
2. Береснев С.А., Кочнева Л.Б. Фактор асимметрии поглощения излучения и фотофорез аэрозолей // Оптика атмосф. и океана. 2003. V. 16, N 2. P. 134–141.
3. Ковалев Ф.Д. Экспериментальное исследование фотофореза в газах: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург: Уральский гос. ун-т, 2003. 24 с.
4. Karasev V.V., Ivanova N.A., Sadykova A.R., Kukhareva N., Baklanov A.M., Onischuk A.A., Kovalev F.D., Beresnev S.A. Formation of charged soot aggregates by combustion and pyrolysis: Charge distribution and photophoresis // J. Aerosol Sci. 2004. V. 35, N 3. P. 363–381.
5. Береснев С.А., Кочнева Л.Б., Журавлева Т.Б., Фирсов К.М. Фотофоретическое движение сажевых аэрозолей в поле коротковолнового солнечного излучения // Оптика атмосф. и океана. 2012. VТ. 25, N 2. P. 175–180; Beresnev S.A., Kochneva L.B., Zhurаvlеvа Т.B., Firsоv K.М. Photophoretic motion of soot aerosol in field of shortwave solar radiation // Appl. Ocean. Opt. 2012. V. 25, N 4. P. 286–291.
6. Береснев С.А., Кочнева Л.Б., Захаров В.И., Грибанов К.Г. Фотофорез сажевых аэрозолей в поле теплового излучения Земли // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 7. С. 597–600.
7. Nyeki S., Colbeck I. Fractal dimension analysis of single, in-situ, restructured carbonaceous aggregates // Aerosol Sci. Technol. 1995. V. 23, N 2. P. 109–120.
8. Beresnev S.A., Vasiljeva M.S., Gryazin V.I., Kochneva L.B. Photophoretic motion of fractal-like soot aggregates: Experiment and theory comparison // Proc. SPIE. 2014. V. 9292. Paper No. 92920Z.
9. Sorensen C.M. The mobility of fractal aggregates: A review // Aerosol Sci. Technol. 2011. V. 45. P. 765–779.
10. Chang H., Charalampopoulos T.T. Determination of the wavelength dependence of refractive indices of flame soot // Proc. Roy. Soc. Lond. A. 1990. V. 430. P. 577–591.
11. Chylek P., Srivastava V., Pinnick R.G., Wang R.T. Scattering of electromagnetic waves by composite spherical particles: Experiment and effective medium approximations // Appl. Opt. 1988. V. 27, N 12. P. 2396–2404.
12. Evans W., Prasher R., Fish J., Meakin P., Phelan P., Keblinski P. Effect of aggregation and interfacial thermal resistance on thermal conductivity of nanocomposites and colloidal nanofluids // Int. J. Heat Mass Transfer. 2008. V. 51. P. 1431–1438.
13. Nan C.-W., Birringer R., Clarke D.R., Gleiter H. Effective thermal conductivity of particulate composites with interfacial thermal resistance // J. Appl. Phys. 1997. V. 81, N 10. P. 6692–6699.
14.  Теплопроводность твердых тел: Справочник / Под ред. А.С. Охотина. М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 с.
15.  Beresnev S.A., Vasiljeva M.S., Gryazin V.I., Kochneva L.B. Modeling of microphysical characteristics for fractal-like soot aggregates: The effective heat conductivity // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. DOI: 10.117/12.2205019.
16.  Beresnev S.A., Vasiljeva M.S., Gryazin V.I., Kochneva L.B. Photophoresis of fractal-like soot aggregates: Possible atmospheric applications // Proc. SPIE. 2016. V. 10035. Paper No. 10035-62.