淺析車燈線光源的計算本科畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-01 18:16本頁面
【正文】 。要求在某一設計規(guī)范標準下確定線光源的長度。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。而在汽車車燈生產廠家所用的理論則出于商業(yè)秘密，不向外公開。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。雪變成了雨，我乘坐的車恰恰前燈不太亮，就這樣不幸的事發(fā)生了……回到學校,我深思了很久決定選：《淺析車燈線光源的計算》為本科畢業(yè)論文題目。淺析車燈線光源的計算本科畢業(yè)論文淺析車燈線光源的計算引言2005年4月8日，我結束了到潞城四中的應聘，乘中巴車行駛在長治返回榆次的途中。到下午5點鐘天下起了雪，夜幕漸漸的降臨。希望它能為我們的社會挽回一點損失，避免一些不幸重演。參賽的有關學生對此做出了不同的理解。針對本論題，本文計劃討論如下四個問題：一、車燈線光源長度的確定方法；二、直射光總功率與反射光總功率之比；三、計算測試屏上直射光的亮區(qū)；四、計算測試屏上反射光的亮區(qū)。經過車燈的焦點，在與對稱軸相垂直的水平方向，對稱地放置一定長度的均勻分布的線光源。該設計規(guī)范在簡化后可描述如下。在屏上過A點引出一條與地面相平行的直線，在該直線A點的同側取B點和C點，使AC=2AB=。本文將解決下列問題：⑴ 在滿足該設計規(guī)范的條件下，請?zhí)岢龃_定線光源長度的方法。⑶ 計算測試屏上直射光的亮區(qū)。第二章 基本假設、符號說明以及有關物理定律反射面為光滑曲面，反射光線將不發(fā)生衍射，無能量損耗。則空間一點的光強度與通過該點的光線數(shù)目成正比且不受光程影響。假設測試屏豎直且充分大。符號含義?光強度φ光通量d線光源長度P線光源總功率P1直射光總功率P2反射光總功率ρ線光源空間功率密度光在均勻介質中是沿直線方向傳播的；反射光線、入射光線和法線在同一平面上，反射光線和入射光線分別位于法線兩側，反射角等于入射角；由該原理可的以下兩定理：定理1：設從線光源正向光路追跡到屏上點的光線與拋物面上的作用域的范圍為∑（若作用域為一個個離散點則∑代表點集），從屏上點發(fā)光追跡到線光源的光線與拋物面的作用域的范圍為∑/（若作用域為一個個離散點則∑/代表點集），則有∑=∑/定理2：當光源發(fā)光光強一定時，接收面上的光強度等于面上各微元面收到的光線數(shù)目之和成正比。光強度I與光通量dφ的關系為： （dφ為立體角） ⑴ 光強度I與光能量E的關系為： ⑵ ⑶由⑴⑶知：要使收集的光線數(shù)目n具有可比性，需使不同光源發(fā)光強度I相等由⑴⑶得 所以 這里ds/為法線方向為光線方向的微小面積元，ds為接收面上的微小面積元。第三章 問題的解答此問題的難點在于對于拋物面這樣一個旋轉對稱的曲面，只有對稱軸上的點才具有這樣的對稱性，而非軸上點（即線光源上除焦點以外的所有點）對拋物面存在一個離焦的問題。因此我們的主要方向在于尋找能夠降低計算量的辦法。則我們初步推測如果能夠合理利用逆向追跡的這點，就能夠對降低計算量做出貢獻?？梢娡ㄟ^O、N兩點的光線疏密程度均發(fā)生了改變，而從現(xiàn)有數(shù)據(jù)無法計算出“光源倒置”前后的全空間能量分布具體變化情況，即單獨用逆向法不能夠得出正確的能量關系，也就不能解決第一問所提出的問題。綜合考慮逆向法的優(yōu)越性及局限性，使用光路正、反雙向追跡法是合理的，鑒于此，我們提出了雙向蒙特卡羅光路追跡法。方格越小對光能描述得越好?；诖?，我們在下面的理論及計算中，都假設光源發(fā)出均勻光線，而不是隨機生成光線。 第一步（逆向過程）：把屏上的點看作發(fā)光點，進行光路逆向，對屏上一點所發(fā)出光線進行光路追跡，得出落在線接收器上的光線與拋物面的作用域范圍∑/； 第二步（正向過程）：根據(jù)第一步所得的∑/，依據(jù)定理1，采用正向光路追跡，即線光源上各點發(fā)光，此時，求解范圍被限制在了∑＝∑/內。此兩步一正一反，故稱為雙向蒙特卡羅光路追跡法。在第一步中屏上點發(fā)出的光線只需追跡與拋物面相交的很小的一塊空間區(qū)域，計算量比起不使用逆向追跡有少量增加；在第二步中，由于有了第一步所得的作用區(qū)域，大大減少了正向追跡時光線的求解范圍。比起只用正向求解，總體速度得到很大的提高。由題意分析我們可把線光源看作點光源來研究。則直射光與反射光總功率之比由已知條件可知，旋轉拋物面的方程為X2+Y2＝60Z，焦
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