基于有限元法的地基望远镜热变形的研究开题报告
2021-12-24 15:16:29
全文总字数:5183字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
目的:对太阳辐射下地基大口径望远镜热变形进行研究,忽略其他因素的影响,研究望远镜机架某点的温度分布与风速的关系,并探求产生的误差分析,提出地基望远镜系统的热控方法。
研究意义:
精密的光学探测仪器在露天工作时,由于暴晒面与非暴晒面之间存在很大的温度差,系统结构受热不均匀产生热变形,从而对光学仪器的测量结果造成影响。对于地基望远镜来说,系统的温度不均匀造成结构内材料分子的无序运动,引起热变形使得指向精度产生误差,恶化望远镜的成像质量。因此,需要采取有效的补偿措施将地基望远镜的热变形抑制到一个合理可控的范围里。这为地基望远镜的结构优化和选材设计等方面的研究提供了理论依据和技术支持。
2. 研究的基本内容
1、学习有关地基大口径望远镜的相关知识和有限元分析法的基本思想,熟悉ansys软件fluent模块的功能及使用方法;2、通过solidworks建模之后用fluent分析望远镜机架在不同温度下的温度分布,用cfd-post进行后处理,得到某点温度数据,导入到originpro中得到温度与风速的关系;
3、由于望远镜系统的探测环境,使望远镜系统受热不均匀,影响系统的系能。通过理论计算的方法,从俯仰轴、方位轴和视轴三个方面计算了望远镜系统由于温度造成的指向误差;
4、关于地基大口径望远镜的热控技术,从隔热涂层的选择、强制风冷风扇选型、风口的设计原则等热控方面给出了建议。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实行方案:(1)查阅参考文献学习地基望远镜的结构及有限元分析法的相关知识;
(2)用ansys的fluent模块完成望远镜机架的温度仿真并用cfs-post进行后处理;
(3)分析望远镜u形架某点温度与风速的关系;
4. 参考文献
[1]张华,李晓峰,杨义淑.星载激光通信光学反射镜镜面热变形及其对光学系统影响的研究[j].红外,2008,29 (4):29.
[2]宋义伟,于思源,谭立英,等.空间温度场对平而反射镜面形影响研究[j].宇航学报,2010, 31 (3): 868-874
[3] 宋义伟.潜望式卫星光通信终端 45 度镜空间温变特性及影响研究博士学位论文.哈尔滨:哈尔滨工业大学,2011:18-24