The understanding spectral characterization of possible earth-like extra solar planets has generated wide interested in astronomy and space science. The technical central issue in observation of exoplanet is deconvolution of the temporally and disk-averaged spectra of the exoplanets. The earth model based on atmospheric radiative transfer method has been studied in recent years for solutions of characterization of earthlike exoplanet. In this study, we report on the current progress of the new method of 3D earth model as a habitable exoplanet. The computational model has 3 components 1) the sun model, 2) an integrated earth BRDF (Bi-directional Reflectance Distribution Function) model (Atmosphere, Land and Ocean) and 3) instrument model combined in ray tracing computation. The ray characteristics such as radiative power and direction are altered as they experience reflection, refraction, transmission, absorption and scattering from encountering with each all of optical surfaces. The Land BRDF characteristics are defined by the semi-empirical "parametric-kernel-method" from POLDER missions from CNES. The ocean BRDF is defined for sea-ice cap structure and for the sea water optical model, considering sun-glint scattering. The input cloud-free atmosphere model consists of 1 layers with vertical profiles of absorption and aerosol scattering combined Rayleigh scattering and its input characteristics using the NEWS product in NASA data and spectral SMARTS from NREL and 6SV from Vermote E. The trial simulation runs result in phase dependent disk-averaged spectra and light-curves of a virtual exoplanet using 3D earth model.
The intermediate range of temperatures($100{\sim}300^{\circ}C$) which can be achieved with CPCs(Compound Parabolic Concentrators) without tracking device provides both economic and thermal advantages for solar collector design. The present paper summarizes critical design considerations for CPC with cylindrical absorber and its optical performance using ray tracing program. Concentration ratios vary as acceptance half angle, ratio of reflector height to aperture width and ratio of reflector area to aperture area. This effects showed that the concentration ratio was increased as acceptance angle but optimum ratio of reflector height to aperture width existed at critical value. As a result of ray tracing, solar ray losses was maximized at acceptance half angle and this problem was solved by increasing absorber tube diameter. The concentrating flux distribution on the absorber surface was uniform but peak flux existed.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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제29A권11호
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pp.40-48
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1992
The wave-kinetic numerical method is used in simulating the irradiance scintillations of optical wave through a two-dimensional random medium containing weak Gaussian fluctuations of the refractive index. The results are compared to existing analytical or numerical results. The wave-kinetic method is a phase-space ray-tracing method for certain key ray trajectories, and the irradiance is calculated by reconstructing the entire beam from these trajectories. The strength of the wave-kinetic method lies in the fact that it can be applied to any type of random media.
Radiative transfer by nongray gas mixtures with nonuniform concentration and temperature profiles were studied by using the statistical narrow-band model and ray-tracing method with the sufficiently accurate $T_{60}$ quadrature set. Transmittances through the nonhomogeneous gas mixtures were calculated by using the Curtis-Godson approximation. Three different cases with different temperature and concentration profiles were considered to obtain benchmark solutions for nongray gas mixtures with nonuniform concentration and temperature profiles. The solutions obtained from this study were verified and found to be very well matched with the previous solutions for uniform gas mixtures. The results presented in this paper can be used in developing various solution methods for radiative transfer by nongray gas mixtures.
One of the widely accepted methods for evaluating the interior sound quality of automobiles is Articulation Index(AI). The AI actually measures the articulation level of the sound in the vehicle cabin as passengers talk to one another. In this study, the effect of two different absorption materials inside the cabin on AI has been investigated by ray-tracing method : one is firewall, the other is celling. It turns out that the back seat location is found to be strongly dependent on the type of absorption materials treated at the celling, since the sound absorbing area is different due to the location and the firewall is situated in the "Reverberation Radius". The proposed methdo could be used to improve the sound quality of automobiles at the design stge.sign stge.
Radiative transfer by nongray gas mixtures with nonuniform concentration and temperature profiles is studied by using the statistical narrow-band model and the ray-tracing method with the sufficiently accurate T$\_$60/ quadrature set. Transmittances through the nonhomogeneous gas mixtures are calculated by using the Curtis-Godson approximation. Three different cases with different temperature and concentration profiles are considered profiles are considered to obtain benchmark solutions for the radiative transfer by nongray gas mixtures. The solutions obtained from this study are verified and found to be very well matched with the previous solutions for uniform gas mixtures. The results presented in this paper can be used as benchmark solutions in developing various solution methods for radiative transfer by nongray gas mixtures.
The temperature gradient in weldment changes the transit time and distorts the direction of the ultrasound beam to the higher temperature regions due to the lower sound speed in the hotter regions of the weldment. This paper describes a ray-tracing method for calculating the effects of temperature gradients on ultrasonic propagation in fillet arc weldig. In the method, weldment is conceptually devided into a number of layers and the refraction and sound speed at each layer is calculated using the temperature which calculated from analytical solution. Calculating the time and location of echoes arrived from various interfaces around a molten weld pool determines the optimum location of ultrasonic transducers and the correct position of flaws.
The incorporation of radiation from massive stars is essential for modeling the dynamics and chemistry of star-forming clouds, yet it is a computationally demanding task for three-dimensional problems. We describe the implementation and tests of radiative transfer module due to point sources on a three-dimensional Cartesian grid in the Eulerian MHD code Athena. To solve the integral form of the radiation transfer equation, we adopt a widely-used long characteristics method with spatially adaptive ray tracing in which rays are split when sampling of cells becomes coarse. We use a completely asynchronous communication pattern between processors to accelerate transport of rays through a computational domain, a major source of performance bottleneck. The results of strong and weak scaling tests show that our code performs well with a large number of processors. We apply our radiation hydrodynamics code to some test problems involving dynamical expansion of HII regions.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제3권1호
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pp.30-38
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2002
In multi-dimensional systems, various solution schemes for radiative transfer are suggested but the applicabilities and accuracies of these schemes have not yet fully tested due to the lack of reference solutions especially for nongray gases. In this paper we present some precise radiative transfer solutions for a black walled 3-dimensional cylindrical system filled with nongray gases having uniform temperature and concentration. The ray-tracing method with the $T_N$ quadrature set and the SNB model are used to obtain the radiative transfer solutions by the nongray gases. The solutions presented in this paper are proved to be quite accurate and can be regarded as the reference solutions for the radiative transfer by nongray gases.
In this work, we propose ZF-buffer algorithm in order to accelerate the intersection test of ray-tracing algorithm. ZF-buffer is used in the preprocessing of ray-tracing and records the pointer that points to a parent face of a depth value(z value) of an object determined in Z-buffer. As a result, the face which intersects with the first ray can be determined easily by using the pointer stored in F-buffer. Though ZF-buffer and vista-buffer resemble each other, the difference between the two methods is that what ZF-buffer records is not bounding volume but the pointer of a displayable face. We applied the ZF-buffer algorithm for the first ray to Utah teapot which consists of 9216 polygons. By comparing the elapse time of our method with vista-buffer algorithm, we can acquire improvement in speed that it is 3 times faster than vista-buffer algorithm. We expanded our algorithm to the second ray.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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