1950年9月，在加拿大阿尔伯塔省毁灭性的森林大火之后，一种独特的光学现象将北半球的太阳和月亮染成了明亮的蓝色。这并非天文事件，而是太阳光与特定尺寸烟尘粒子之间精确的物理相互作用。本文探讨了如何利用VGSTUDIO MAX和COMSOL Multiphysics等现代科学可视化工具，重现并理解这一罕见的米氏散射事件。
COMSOL Multiphysics中的粒子建模与米氏散射 🌌
蓝月背后的秘密在于烟尘粒子的精确直径，接近0.5微米。为了模拟这一现象，我们首先使用Materialise Mimics从显微CT扫描中分割并提取真实灰烬粒子的几何形状。然后，在COMSOL Multiphysics中，我们配置了一个生物电磁学模型来计算米氏散射。该软件求解了平面波入射到介电球体上的麦克斯韦方程组。结果显示，这些粒子充当了选择性滤光器：它们强烈地将红光（长波长）散射到各个方向，而蓝光（短波长）则几乎畅通无阻地穿过，直接到达人眼。
VGSTUDIO MAX中大气滤光器的体积可视化 🔬
为了以引人入胜的方式传达这一现象，我们将COMSOL的远场数据导入Volume Graphics VGSTUDIO MAX。在此，我们导入粒子体积并叠加散射强度图。3D可视化允许旋转烟尘云，并观察太阳光谱中的红色成分如何被吸收和重新定向，而蓝色成分则保持准直。结果是一个交互式的科学信息图，不仅解释了1950年的历史事件，还展示了光、物质和尺寸在大气光学中的重要性。
由于该模拟结合了COMSOL的多物理场模型与VGSTUDIO MAX的体积可视化，阿尔伯塔省火灾灰烬粒子的光学参数对于在最终渲染中重现太阳和月亮的蓝色色调至关重要。
(附注：用于模拟海洋的流体物理学就像大海一样：难以预测，而且你总是会耗尽内存)