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Enregistrement W4367596345 · doi:10.1007/s00340-023-08002-1

Study of the wavelength dependence of the absorption function of diesel soot by LII modeling integrating the effect of multiple scattering within aggregates

2023· article· en· W4367596345 sur OpenAlexafffund
R. Lemaire, Sébastien Menanteau

Notice bibliographique

RevueApplied Physics B · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAtmospheric chemistry and aerosols
Établissements canadiensÉcole de Technologie Supérieure
Organismes subventionnairesCanada Foundation for Innovation
Mots-clésSootMaterials scienceSaturation (graph theory)ScatteringAbsorption (acoustics)Computational physicsAnalytical Chemistry (journal)ThermodynamicsPhysicsOpticsCombustionPhysical chemistryChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract This work represents a first attempt at proposing a refined LII model suitable for simulating signals collected with excitation wavelengths (EWs) of 266, 355, 532 and 1064 nm. In this context, we implemented a comprehensive version of laser-irradiated soot heat and mass balance equations integrating terms representing the saturation of linear, single- and multi-photon absorption processes, cooling by sublimation, conduction, radiation and thermionic emission, as well as mechanisms depicting soot oxidation and annealing, non-thermal photodesorption of carbon clusters and corrective factors accounting for the shielding effect and multiple scattering (MS) within aggregates. This simulation tool was fully parameterized, by coupling design of experiments with a genetic algorithm-based solver, against data collected at different heights above the burner (HAB) in a diesel spray flame. This allowed to assess values of different model parameters involved in absorption and sublimation terms, which, to date, have never been reported in LII modeling studies for UV EWs (e.g., multi-photon absorption cross sections for C 2 photodesorption and saturation coefficients for linear- and multi-photon absorption). The simulation work proposed herein then enabled to infer information regarding the evolution of the absorption function of soot ( $$E\left(m,\lambda \right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:math> ). $$E\left(m,266\right)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>266</mml:mn> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:math> , $$E(m,355)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>355</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and $$E(m,532)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>532</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> ranging from 0.25 to 0.51, 0.20 to 0.38 and 0.18 to 0.30, respectively, were notably estimated as a function of the HAB. Alternatively, values ranging from 0.31 to 0.53, 0.26 to 0.44 and 0.22 to 0.38 were assessed while neglecting the effect of MS and provided constant $$E(m,266)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>266</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> / $$E(m,1064)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1064</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , $$E(m,355)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>355</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> / $$E(m,1064)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1064</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and $$E(m,532)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>532</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> / $$E(m,1064)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1064</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> ratios of 1.4, 1.2 and 1.0, regardless of the HAB. In addition, the obtained results showed that the wavelength dependence of the soot absorption function was quite negligible for EWs higher than 532 nm, irrespective of whether the effect of MS was considered or neglected. On the other hand, aggregate properties were proven to substantially influence the $$E(m,\lambda )$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> / $$E(m,1064)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1064</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> ratios for decreasing $$\lambda$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:math> and increasing HAB, thus illustrating the significant effect of aggregation on the optical properties of soot. Finally, the results issued from the different analyses we conducted on the diesel flame investigated in this paper led to the conclusion that values of $$E\left(m,\lambda \right),$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> falling within the 0.38 ± 0.15 and 0.29 ± 0.11 range at 266 and 355 nm, versus 0.25 ± 0.09 at 532 and 1064 nm could be considered as suitable for simulating LII signals of progressively aging aggregated particles.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,204
Score d'incertitude au seuil0,193

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,204
Écart entre enseignants0,191 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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