南大1m望远镜镜筒设计与优化的开题报告.docx

南大1m望远镜镜筒设计与优化的开题报告
开题报告
1.题目
南大1m望远镜镜筒设计与优化
2.研究背景
随着天文望远镜的不断发展和进步，对于望远镜镜筒设计的要求也越来越高。现如今，望远镜镜筒不仅是为了保护望远镜，还需要满足更高的光学要求，如抗反射能力、抗震能力等。因此，对于望远镜镜筒设计与优化的研究与实践显得尤为必要。
南大1m望远镜是南京大学天文学系的重要观测设备，是完成科研任务的重要基础设施之一。然而，南大1m望远镜镜筒设计不符合当前的标准，需要进行优化升级，以适应现代天文观测的需要。因此，本次研究将着重对南大1m望远镜镜筒进行设计与优化。
3.研究内容与目的
本次研究的主要内容包括南大1m望远镜镜筒的设计与优化。
（1）镜筒设计
南大1m望远镜的原镜筒在光学设计和光学性能上有一定的缺陷，因此需要进行重新设计。在设计过程中，需要考虑到望远镜的光学特性，通过科学合理的设计，提高镜筒的抗反射能力和抗震能力等光学特性。同时，还需要结合现代镜筒工艺的要求，进行材料选择和加工工艺方案的调整，确保镜筒具有更好的性能和更长的使用寿命。
（2）镜筒优化
在镜筒设计完成后，需要进行优化，以提高镜筒的性能和稳定性。优化的主要内容包括加强镜筒的抗震设计和抗气流设计。通过对气流环境的分析和气体动力学模拟，结合镜筒的实际情况，设计出合理的抗气流预留孔洞和风挡板，以达到更好的抗气流能力。同时，通过优化镜筒的内部结构，提高镜筒的抗震能力，确保镜筒在地震等外界条件下的稳定性和可靠性。
4.研究方法
为了实现镜筒设计和优化的研究目的，本次研究将采用以下方法：
（1）镜筒设计
本次研究将采用计算机辅助设计软件进行镜筒的设计，通过光学模拟软件对镜筒的光学特性进行分析和优化，并结合材料和加工工艺方案的优化，确定最终的镜筒设计。
（2）镜筒优化
针对南大1m望远镜的特殊情况和环境条件，本次研究将采用气体动力学模拟软件，对气流环境进行分析和评估，并通过实验和数值模拟的方法，确定合理的抗气流预留孔洞和风挡板的大小和位置。同时，还将采用有限元方法进行镜筒的抗震设计和优化，确保镜筒在地震等外界条件下的稳定性和可靠性。
5.研究意义与预期成果
本次研究的意义在于，对现代天文观测的要求进行镜筒设计与优化，以满足更高的光学要求和更为严格的环境要求。预期成果包括：
（1）南大1m望远镜镜筒的重新设计方案；
（2）南大1m望远镜镜筒的优化方案，并通过实验验证其性能和稳定性；
（3）一系列的研究论文和成果发表，以及对现有望远镜镜筒设计与优化的贡献。
6.研究进度安排
本次研究计划于2021年9月开始，预计于2022年6月完成。具体进度安排如下：
9月-12月：研究南大1m望远镜镜筒的设计方案，完成材料和加工工艺方案的调整，确定镜筒设计；
1月-3月：对镜筒的光学特性进行分析和优化，确定最终的镜筒设计方案；
4月-6月：进行镜筒的加强抗震和抗气流设计，完成镜筒的优化方案，并通过实验验证其性能和稳定性；
7月-8月：整理研究过程中的数据和成果，撰写研究报告和论文。
7.参考文献
1.李飞,肖伟.望远镜设计.北京：北京大学出版社,2015.
2.王永楠,陈夏光,黄洋.气体动力学.北京：北京大学出版社,2013.
3.吴帆,程朋,王辉,等.长基线干涉光学系统气流分析及优化.光学学报,2016,36(1):0115001.