论文部分内容阅读
空间太阳能以其能流密度大、持续稳定、不受昼夜和气候影响等优点而受到国内外学者的广泛关注。随着空间科学技术的发展，空间太阳能电站的建设越来越受到研究人员的重视，本文以OMEGA-SSPS方案为对象，提出了新的球面聚光器网格的均匀生成方法，确定了基础划分单元的口径大小，建立了整体结构的有限元模型并进行了初步的分析与改进，设计了聚光镜模块的展开方式及演示验证实物。具体内容如下： （1）为同时兼顾千米量级尺度OMEGA-SSPS聚光系统的在轨发射安装难度、质量、稳定性及结构工艺等多方面的因素，理论分析了多种网格生成方法的优缺点，然后根据OMEGA-SSPS球面聚光器要求分块单元分布均匀、规格类型越少越好的原则，提出了新的球面多边形均匀网格划分方法，得到了以五边形和六边形作为基本剖分图形构建的球形的拓扑形式。 （2）定量确定了聚光器的光学收集效率与基础划分单元几何尺寸之间的数学关系，并在此基础上合理选取基础划分单元的口径大小，最终得到聚光器的拓扑形式，并采用蒙特卡洛算法仿真验证了聚光器的光学收集效率。 （3）建立了OMEGA-SSPS有限元结构分析模型。阐述了各子系统结构的设计细节，然后根据结构构型建立有限元结构模型，并分析其模态结果。然后根据模态及振型特征对方案系统设计进行改进，取得了较好的结果。 （4）提出了可展开的桁—膜子阵结构。依据国内外现有的空间组装技术对OMEGA-SSPS的子系统聚光镜的搭建过程进行了设计，并根据搭建过程所需六边形模块的展开特性，对六边形模块的展开进行了详细的结构设计，实现了模块高展开比，高薄膜精度的展开目标，并设计了演示验证实物。