为了研究太阳耀斑、日冕物质抛射、质子事件等太阳活动的动力学起源并验证现有的太阳活动预测的物理模型,要求地基太阳望远镜具备卓越的光学性能和机械性能。然而,望远镜作为一个复杂的测量系统,各个环节的波动都会引起测量误差,影响其观测性能。为此,除了在设计、制造、安装中制定完备的方案外,还必须有一个性能良好的圆顶为其提供稳定的观测环境,所以开展地基太阳望远镜圆顶设计及性能分析,为望远镜营造更好的观测条件,对于太阳活动规律的准确掌握具有十分重要的意义。以往地基望远镜圆顶的选型和性能研究只是通过对比圆顶内部空气的压降、圆顶引起的“提升效应”和圆顶内部空气流动时间等流体动力学参数,尽管也获得了很多有价值的结论,但是随着高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率的“三高”观测要求的提出,对圆顶的要求将更加严格和苛刻,因此仅仅单一的分析流体动力学参数,所得结论难免具有很大的片面性。针对这些分析的不足,本文提出了一种基于CFX的圆顶光学性能的评价方法,即通过CFX求取影响光波传输质量的空气折射率脉动,并计算出目标光波通过圆顶环境空气后光强和相位的变化,得到圆顶对望远镜成像质量的影响。首先根据气动光学基本原理确定了以圆顶环境空气的温度、压强和速度等影响光波传输质量的物理量作为圆顶光学性能分析的评价参数。通过不同圆顶形式的室内空气温度热网络建模,证明了敞开式圆顶具有保证圆顶内外空气温差低于2℃的优越性,圆顶形式得到了初步确定。利用基于有限体积法的CFX获得了敞开式圆顶环境空气的压强和速度分布;其次在详细讨论了湍流大气中光波的传输规律后,利用多层相位屏算法实现了光波在湍流大气中传输,为求解目标光波通过圆顶环境空气后光强和相位的变化提供了基础;接着对3:200缩比的敞开式圆顶模型开展了风洞试验,相同的条件下,空气速度的数值仿真结果与风洞试验之间偏差小于20%,望远镜主镜面的风压(总压)数值仿真结果与风洞试验之间的偏差小于5%,验证了数值模拟结果的准确性,为直接采用CFX的计算结果求取目标光波通过圆顶环境空气后光强和相位的变化提供了关键依据;然后利用不同来流速度和攻角下CFX的计算结果和多层相位屏算法获得了敞开式圆顶对目标光波传输的影响,针对在相同的来流速度下背风观测,目标的成像质量越差,来流速度越大,目标的成像质量越差的特性,设计了一款半透明式环形垂直挡风板,挡风板的间隔是离望远镜距离的1/45,通过风洞试验和对比有无挡风板前后目标光波圆顶环境空气后观测屏上的光强和相位的分布,证实了挡风板具有降低风速的能力,起到了改善敞开式圆顶光学性能的作用。在此基础上,为了进一步地提高望远镜的环境适应能力,本文还研究温度不均匀性对望远镜指向精度的影响及控制方法。通过不同的热控方法性能对比试验后,确定了以隔热涂层、遮阳板和强制风冷的混合热控作为太阳望远镜机架热控初步方案。当环境风速较低,隔热涂层采用纳米二氧化钛、强制风冷的进风口速度为8m/s、铝制的遮阳板与机架之间的距离为40mm,太阳辐射强度为845.17W/m2时,通过共轭传热数值表明机架的最大温差为2.4℃,实现了机架温度不均匀性低于3℃的热控指标。