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上海65m射电望远镜太阳辐射作用分析
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:工程力学
  • 时间:2012
  • 页码:378-384
  • 分类:TU311.2[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150090, [2]哈尔滨工业大学(威海)土木工程系,山东威海264209, [3]中国科学院上海天文台,200030, [4]中国电子科技集团54所,河北石家庄050081
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51008090); 中国博士后基金项目(2080430915)
  • 相关项目:巨型望远镜反射面非均匀温度场效应与形状控制
中文摘要:

利用ANSYS热分析模块分别对天线主副反射面板结构和天线的杆系结构建立有限元模型,计算夏季7月15日晴天无云这一最不利气候之一的天气各时刻的空气对流换热、太阳辐射、环境长波辐射换热以及阴影遮挡等各种边界条件,研究分析了主面板、副面板在日照作用下的温度场分布,特别是由于主面板反射太阳辐射热量并聚焦于副面板从而使副面板温度剧增的"太阳灶"现象;同时为获取天线结构在日照下指向误差变化规律,还对天线杆系结构进行了日照非均匀热变形分析,给出日照下主反射面型面精度随时间的变化规律。结果表明:主副面板之间存在的"太阳灶"效应使的副面板最高温度达135℃,由于日照非均匀温度场的作用,杆系结构中最大温差达到10.8℃。太阳照射引起的阴阳面造成主反射面不均匀热变形,在俯仰角90°工况下导致RMS(反射面表面各点误差平方和均方根)最大增加0.35mm。这些数据为下一步结构的施工、传感器的布设以及局部温度控制措施提供了参考信息。

英文摘要:

Based on the thermal analysis module of ANSYS,two finite element models were established respectively on the structure of main-vice reflector and the structure of bar system.The boundary conditions of periodic air temperature,solar radiation,long-wave radiation and shadow of the surrounding environment were computed each half hour in a cloudless day(July 15th) in summer as one of the worst-case weather conditions.The distribution of temperature field was obtained and analyzed on main-vice reflector,especially on a phenomenon called "solar cooker" caused by the solar radiation energy which is reflected and converged on the vice reflector,and this phenomenon makes the temperature of vice reflector increase sharply.Simultaneously,in order to find out the changing law of the pointing error of radio telescope in the environment of sun exposure,an analysis was made on non-uniform thermal deformation of the bar system.The relation between surface precision and time was given in the form of curve-line graph.The results show that the phenomenon called "solar cooker" increases the temperature of vice reflector to as high as 135℃;due to the non-uniform temperature field under exposure,the highest temperature difference in the structure of bar system reaches 10.8℃.The existing of sun exposure and shadowed face results in non-uniform thermal deformation of the main reflector,which makes RMS(Root Mean Square) increase as large as 0.35mm when the pitch angle is 90°.The data provide valuable reference for the construction,sensor arrangement and local temperature control of radio telescope.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
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  • 邮编:100084
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  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32789