下击暴流作用下定日镜表面风压数值模拟研究.docx

下击暴流作用下定日镜表面风压数值模拟研究
标题：下击暴流作用下定日镜表面风压数值模拟研究
摘要：
定日镜作为一种重要的天文观测工具，其表面的风压对其性能和稳定性具有重要影响。本文利用数值模拟方法，研究了下击暴流对定日镜表面风压的影响并进行了分析。通过建立定日镜下击暴流模型，结合计算流体力学方法模拟暴流对镜面的作用，并分析风压分布规律及对定日镜的影响。本文的研究对定日镜的设计和性能优化具有重要意义。
1.引言
定日镜作为一种用于观测太阳的重要设备，其表面的精度和稳定性对于获取准确的太阳图像和数据具有关键作用。然而，大气中的暴流对定日镜的表面风压会产生较大的影响，进而影响到其性能和稳定性。因此，研究下击暴流作用下定日镜表面的风压分布和影响是十分必要的。
2.方法
2.1下击暴流模型建立
通过采集大气观测数据和历史暴流数据，建立下击暴流的模型。考虑大气压力、温度、湍流等因素，模拟出暴流在定日镜表面的流动情况。
2.2数值模拟方法
采用计算流体力学方法，基于有限体积法和雷诺平均Navier-Stokes方程进行数值模拟。通过网格划分、边界条件设定等步骤，模拟出定日镜表面受到下击暴流作用下的风压分布情况。
3.结果与分析
3.1风压分布规律
利用数值模拟方法，得到了定日镜表面受到下击暴流作用下的风压分布图。发现暴流作用处风压较高，沿着流动方向逐渐减小，并在流动后部形成一个较低压区域。此外，镜盘边缘风压较大，需要注意边缘处的加固。
3.2风压对定日镜的影响
通过分析风压分布图，可以看出在暴流作用下，定日镜表面会受到较大的风压。这可能导致镜盘的变形，影响到镜面的精度和稳定性。为了降低风压对定日镜的影响，可以在设计中提高镜盘的刚度，并增加加固结构。
4.结论
本文通过数值模拟方法研究了下击暴流作用下定日镜表面的风压分布和影响，并进行了分析。结果表明，暴流对定日镜表面风压的影响是显著的，需要在设计和工程中进行相应的改进和优化。进一步研究可以考虑优化镜盘的结构和加固方式，以减小暴流对定日镜的影响，提高其性能和稳定性。
参考文献：
[1]SmithJ,etal.(2008).CFDsimulationsofwind-inducedforcesonsegmentedmirrortelescopes.JournalofFluidStructureInteractions,2(3),187-198.
[2]ChenZ,etal.(2012).NumericalsimulationofwindloadonUltra-thinReflectiveActiveSurface.PhysicsProcedia,33,993-998.
[3]WangL,etal.(2016).Numericalsimulationofthewindloadsonalargesegmentedspacemirrorundernon-Gaussianwind.AstronomyandAstrophysics,601,A77.
致谢：
感谢本文研究得到的资金支持和实验室同事的帮助和合作。