宇航学报
宇航學報
우항학보
JOURNAL OF ASTRONAUTICS
2014年
1期
106-114
,共9页
拱形菲涅耳透镜%棱角度%透光率%聚光能流密度分布%聚焦宽度
拱形菲涅耳透鏡%稜角度%透光率%聚光能流密度分佈%聚焦寬度
공형비열이투경%릉각도%투광솔%취광능류밀도분포%취초관도
Arched Fresnel lens%Serrated groove angle%Transmittance%Concentrated flux density distribution%Target width
基于拱形菲涅耳透镜的光学原理,建立了拱形菲涅耳透镜的透镜元棱角、棱高等结构参数的计算模型以及透光率、聚光能流密度和聚焦宽度等聚光性能参数的计算模型;基于空间用拱形菲涅耳透镜算例的计算结果分别进行了平面和拱形菲涅耳透镜的结构参数变化分析及聚光性能参数影响分析.分析了太阳光线横向偏角(0.～2.)和适度失焦等因素对拱形菲涅耳透镜特性的影响.结果表明,拱形菲涅耳透镜能够有效减少透镜的聚焦宽度,提高聚光比,并显著改善横向偏角对透光率的影响;其弯曲曲率对透光率的影响不大,透光率能够保持在85.89％～ 87.91％.与平面菲涅耳透镜相比,当存在透镜失焦和横向偏角时,如焦距与透镜孔径宽度的比值为0.8～1.0且透镜半径与焦距之比不大于1.0,则拱形菲涅耳透镜能够保持良好的光学性能.研究结果为空间聚光太阳电池阵上应用拱形菲涅耳透镜的工程设计提供了指导.
基于拱形菲涅耳透鏡的光學原理,建立瞭拱形菲涅耳透鏡的透鏡元稜角、稜高等結構參數的計算模型以及透光率、聚光能流密度和聚焦寬度等聚光性能參數的計算模型;基于空間用拱形菲涅耳透鏡算例的計算結果分彆進行瞭平麵和拱形菲涅耳透鏡的結構參數變化分析及聚光性能參數影響分析.分析瞭太暘光線橫嚮偏角(0.～2.)和適度失焦等因素對拱形菲涅耳透鏡特性的影響.結果錶明,拱形菲涅耳透鏡能夠有效減少透鏡的聚焦寬度,提高聚光比,併顯著改善橫嚮偏角對透光率的影響;其彎麯麯率對透光率的影響不大,透光率能夠保持在85.89％～ 87.91％.與平麵菲涅耳透鏡相比,噹存在透鏡失焦和橫嚮偏角時,如焦距與透鏡孔徑寬度的比值為0.8～1.0且透鏡半徑與焦距之比不大于1.0,則拱形菲涅耳透鏡能夠保持良好的光學性能.研究結果為空間聚光太暘電池陣上應用拱形菲涅耳透鏡的工程設計提供瞭指導.
기우공형비열이투경적광학원리,건립료공형비열이투경적투경원릉각、릉고등결구삼수적계산모형이급투광솔、취광능류밀도화취초관도등취광성능삼수적계산모형;기우공간용공형비열이투경산례적계산결과분별진행료평면화공형비열이투경적결구삼수변화분석급취광성능삼수영향분석.분석료태양광선횡향편각(0.～2.)화괄도실초등인소대공형비열이투경특성적영향.결과표명,공형비열이투경능구유효감소투경적취초관도,제고취광비,병현저개선횡향편각대투광솔적영향;기만곡곡솔대투광솔적영향불대,투광솔능구보지재85.89％～ 87.91％.여평면비열이투경상비,당존재투경실초화횡향편각시,여초거여투경공경관도적비치위0.8～1.0차투경반경여초거지비불대우1.0,칙공형비열이투경능구보지량호적광학성능.연구결과위공간취광태양전지진상응용공형비열이투경적공정설계제공료지도.
