淺析車燈線光源的計算本科畢業(yè)論文(文件)
【正文】 11] Gerhard Lindae. Improvements of LowBeam Pattern by use of Polyelipsoid Headlamps【J】 SAE Tech,Paper ,1985.[12] Computing:Theory and York:Van Nostrand Reinhold,1989.[13] Jenkins ,White of York:Mc GrawHill, 1976.[14] 汽車前照燈配光性能GB 4599－94.摘 要汽車前照燈分為“近燈”“中燈”和“遠燈”三個檔位，近光的距離取的是汽車前照燈正前方的一恒定距離（國際通用的標準為25米遠）。最后將本文理論與實際進行了對照，說明了本理論在實際中的可用性以及其不足之處，進而又提出了未來車燈發(fā)展的一點看法。本文依據(jù)光的直線傳播，反射，折射定律以及光路可逆原理，將車燈線光源和旋轉拋物面合理簡化為便于分析計算的物理模型。同時，我們是否可以換一個角度來思考問題？我們是否可將車燈線光源沿旋轉拋物面的中心對稱軸放置，而拋物反射面則由焦距不同的旋轉拋物面組成。為降低車頭的空氣阻力，進而改善油耗情況，如今設計的汽車前照燈均為傾斜安置的，這樣會使近光距離處的配光性能產(chǎn)生變化，光強分布也會改變，進而影響亮區(qū)的形狀。同時就該問題，本文采用了三種方法求解體現(xiàn)了思維的多樣性，也體現(xiàn)了物理學之美。此方法能夠大大節(jié)省計算量，使計算量至少降低了一個數(shù)量級。我們也深深體會到，在物理學中，解決一個問題沒有數(shù)學這一工具和計算機這一高科技的產(chǎn)物是寸步難移的。設反射光線上任一的坐標為（x，y，z）點其遮擋部分與旋轉拋物面的交點由方程組 ⑾（其中只需將上式的中的25015用y代替既可）所得的點中去掉入射點而得到。如圖⑾所示。則，線光源在測試屏上直射光亮區(qū)的區(qū)域為兩半圓：和兩條直線，所圍成的區(qū)域。D，D/分別為拋物線開口上下邊緣上兩點，A點為X軸與測試屏交點。由上兩節(jié)的知識可知，在測試屏上直射光的亮區(qū)為半徑相等的多個圓形亮區(qū)疊加而成的類似小型跑道圍成的區(qū)域。證畢。連接B1O1并延長交測試屏與O2點。從上述三種解法我們不難體會到數(shù)學和物理的結合之美。物理中在處理變化范圍問題時經(jīng)常用到該方法。得出最終結果： 將線光源進行分割，用微元法計算直射總功率和反射光總功率之比。顯然BQ1為圓的半徑，∠EBQ1＝β,在ΔQBN中已知三邊長，用余弦定理可得出β，從而可求出值，即可解得。我們對圖形進行分析，在求高的過程中可以將其轉化為平面圖形來處理。以線光源為原點，旋轉拋物面的中心對稱軸為Z軸建立如圖⑶所示的空間直角坐標系：圖 ⑶圖 ⑷則直射在半徑為r的球面上的面元為，用平面ZOY截旋轉拋物面所得的圖形在ZOY坐標系中如圖⑷所示，O1為Z軸與旋轉拋物面開口所在平面的交點，則直射光在半徑為r的球面上照射的面積為直射光對應的空間角為反射光對應的空間角為因為線光源能量公布均勻，將其作點光源后，其在單位空間角的功率均相等。兩者綜合作用，其反向追跡增加的計算量與正向追跡減少的計算量相比，小到可以忽略不計。對此區(qū)域求得落在屏上對應點的光線分布，也即光能量分布。需要聲明的是，蒙特卡羅法本身是隨機地產(chǎn)生點數(shù)，在計算點光源發(fā)光時一般追跡的光線數(shù)目為上萬條，當光線數(shù)目如此密集之后，這樣實際上光源所追跡的光線已經(jīng)均勻化。但又由定理1，此方法能夠求解出線光源上的光線與拋物面的作用域∑。為了確定光線與拋物面的作用軌跡，追跡從線光源發(fā)出到達屏上的光線需要在整個旋轉拋物面上求解，而若光路逆向（即假設B、C兩點為總能量均為K的點光源，而原線光源為長度為a的線接收器，B，C發(fā)出的光線經(jīng)過拋物面反射后部分落在線接收器），由于屏與拋物面相隔距離很遠，從屏上點光源發(fā)出的光線追跡時 只需取空間一個很小的立體角就能夠分析完全可能照射到拋物面上的所有光線。證明完畢。設線光源的寬度不計。根據(jù)汽車制造業(yè)的慣例，車燈設計中只使用幾何光學的光路追跡法，物理光學理論中的干涉衍射及色散等因素對光能量的影響不予考慮。⑵ 計算直射光總功率與反射光總功率之比。在焦點F正前方25米處的A點放置一測試屏，屏與FA垂直，用以測試車燈的反射光。第一章 問題的提出安裝在汽車頭部的車燈的形狀為一旋轉拋物面，車燈的對稱軸水平地指向正前方, 其開口半徑36毫米。該理論曾在2002年高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽題目的A題和C題討論過。淺析車燈線光源的計算本科畢業(yè)論文淺
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