Darkside(https対応しました)

2008年7月31日(木) 17:17

モデル化

 コイルガンの時に、鉄片に対するコイルの吸引力をシミュレートしたことがあった。結果は自分の勘と全く異なるものであり、大慌て。なぜなら過去にコイルガンに関して考察したことが、すべて間違っていたという意味だからだ。かくして表サイトを全面的に書き直すハメになった。レーザーでも同様のことがあるかもしれない。
 ただ、レーザーの場合は余りに行き詰まっているために、幸か不幸かまっとうな情報をまだ掲載していない。

 さて、シミュレーションやるとなれば、パーツをモデル化せねばならない。登場するのは平面ミラーと凹面ミラーと凸レンズ。曲面はすべて球面の一部であり、これはパーツが相対的に安価で入手し易いが収差は大きい。しかしシミュレーションする際には計算が単純になる。
 ここで少し考えると、パーツは「平面」と「球面」の2通りに単純化可能だと気付く。それぞれの属性として「透過」と「反射」の2通りを考えれば良い。透過とはレンズであり透過時に光が屈折する。反射とはもちろんミラーだ。

 パーツを透過または反射する光の出所はレーザー結晶であり、今回は厚み無しと単純化して扱う。計算は3次元ではなく2次元に落としてやってみる。コイルガンでもそうだったが、やはりパソコンが高性能になったとは言え条件を変えて多数回繰り返すとなると3次元モデルは苦しい。
 2次元ならパソコンで行けても、3次元はスーパーコンピューターの領域になってしまう。
 パーツの多くは回転体なので、2次元モデルでも重要なふるまいは分かるだろう。現実には肝心の光源=レーザー結晶が回転体ではない。ほぼ正方形である。だから問題だと言えば問題なのだが、枝葉末節であるとも言える。

 パーツを平面か球面で表現するとして、どのように座標データを与えれば良いか?
 3次元を2次元に落とすので、球面は円弧ということになる。素直に考えれば円の中心座標と円の半径で表現する。だが、そのような表現は、実験の現実に合わない。実験で意識するのは、ミラーならミラーの中心位置Cであり、円の中心Aではない。そして、同じく意識するのはミラーの向きだ。2次元であれば角度θとなる。

 いざ内部で光をトレースする計算時は、中心Aと半径ROCで考えた方が容易かもしれない。だが、人間が与える値はミラー中心Cと角度θを基本にしたい。計算前にAなどを求めて内部計算に都合の良い表現に変えれば良いのだ。

written by higashino [レーザー] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

Comments

TrackBacks

Darkside(https対応しました)

Generated by MySketch GE 1.4.1

Remodelling origin is MySketch 2.7.4