扭矩盒集热器支架轻量化设计

在ANSYS中以8级风载对扭矩盒集热器支架的结构参数进行了静力分析和灵敏度分析,然后以聚光效率和强度为约束条件进行了结构轻量化设计,并对优化后的结构进行了验证。结果表明,集热器支架总质量减少7.66%。这种基于灵敏度的设计方法切实可行,为集热器支架的优化和改进提供了借鉴。     

基于ANSYS的定日镜副梁参数优化研究

定日镜可看作塔式太阳能热发电站的一个集热聚光子系统。在众多定日镜镜体结构中,三角梁镜架是一种较为常见的支撑结构,由一根副梁及两根斜撑支梁组成。副梁与主梁、支梁的连接定位尺寸会影响被支撑镜面的光学弧面,是影响定日镜结构光学效率的重要参数。如何选择合适的连接定位尺寸,使其在满足聚光的前提下尽可能提升光学性能,是设计过程中需要认真考虑的问题。针对三角梁副梁首先进行参数化建模,计算副梁结构在重力作用下的水平方向偏移角,然后进行尺寸优化,求解水平方向偏移角绝对值总和最小时的参数,最后根据优化获得的最优参数建立了定日镜镜体模型,仿真得到镜面面形,并在光学仿真软件中得到相应的光斑尺寸及理想法向量偏差。仿真结果验证了经过优化的参数应用到定日镜模型上,可以对光学性能起到一定的提升作用。为今后的设计过程提供一个较理想的参数范围,节省设计时间,提升设计效率。     

扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析

为提高太阳能平板空气集热器效率,设计了扰流板型太阳能平板空气集热器,通过Fluent数值模拟,分析扰流板高度、间距对太阳能平板空气集热器性能的影响,得出最佳扰流板结构参数。结果表明：在所有研究的扰流板型太阳能平板空气集热器中,扰流板间距为800mm,高度为150mm时,集热器综合性能最佳,该集热器相比普通太阳能平板空气集热器,其效率明显提高,并通过最小二乘法得出其瞬时效率公式。     

太阳能腔体式(黑体)集热管设计与优化

在槽式太阳能集热装置中,为了减少吸热管与外界的对流损失,一般采用真空集热管。为此,设计出一种新型腔体(黑体)式集热管,以质优价廉的优势适应中温(100~250℃)的应用场合。建立槽式太阳能聚光三维模型,分析了聚光器的焦距、聚光器跟踪误差角与腔体开口宽度之间的关系,对腔体结构进行了优化。并基于TracePro软件,对集热管进行聚光性能模拟。结果表明,在跟踪误差存在的情况下,聚光器聚光效率达到80%,验证了实际工作中的可能性。     

关于复合抛物面聚光器设计参数的研究

针对现行复合抛物面聚光器(CPC)设计理论不能直接支持在tracepro软件中建立模型的不足,结合tracepro的特点,推导了实际设计和建模所需要的焦距f,入射口半径r及最大聚光角θ_(max)三个关键参数的计算方法并实现了CPC的建模。该方法为CPC的定量设计提供了数学依据,有利于优化设计以及光学模拟和光学分析的实现,从而提高了设计效率,为其在太阳能利用和照明领域等非成像光学应用方面提供更好的使用价值和前景。     

抛物面式集热管结构设计与光学性能分析

以槽式太阳能集热管为研究对象,提出了一种抛物面式集热管。根据集热管边缘角θmax的大小设计出3种不同类型的集热管,利用TracePro和MATLAB软件对抛物面式集热管进行光线模拟和光学聚光比的计算,将计算结果与普通圆柱形集热管相对比,分析抛物面式集热管在光带分布角度以及光学聚光比分布上的性能优势,比较得出性能最优的抛物面式集热管设计。     

一种聚光太阳能光伏发电装置及其控制系统的设计

采用双抛物面新型聚光方法和基于Freescale单片机的双轴闭环跟踪系统,使用滤红外线和水冷法相结合的冷却方法,设计了一种聚光太阳能光伏发电装置及其控制系统,不仅可以解决现有装置汇聚光不均匀、跟踪精度低、光伏电板发热严重等问题,而且具有结构简单、功耗低、操作功能强、人机界面友好等特点。该系统可有效降低光伏发电成本,提高其发电效率。     

用于线性菲涅尔式聚光系统的复合抛物面聚光器

为了分析复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Collector,CPC)的几何光学效率及影响因素,为线性菲涅尔式聚光系统的优化设计和实际应用提供理论依据。根据用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC特点,在Matlab软件中建立模型并进行光线跟踪计算其几何光学效率。利用TracePro软件对几何光学效率模型进行验证。最后,采用该模型分析吸热管外径公差、吸热管位置偏移和线型误差对CPC几何光学效率的影响。结果表明:间隙为32.5mm、接收半角为55°、截取比为0.3的CPC配合外径为70mm的吸热管,当吸热管外径公差小于-0.4mm、水平方向存在偏移、垂直方向存在正偏移或线型轮廓增大等因素时,其平均几何光学效率迅速减小。实际应用中应尽可能避免以上因素,或者设计时减小CPC入射角的范围,从而降低对CPC平均几何光学效率的影响。     

微型动态被动阀效率分析及其优化设计

为提高现有三角结构微型动态被动阀的效率,先对动态被动阀效率表达式进行了研究,得出其效率取决于流体逆、正向损失系数比的结论,而后基于这一结论建立了一种优化模型,并与普通三角结构进行了效率比较。数值计算与对比实验的结果表明,优化模型的效率提高到三角结构的两倍。     

热超导管式全玻璃真空管集热器的热性能分析

对热超导管作传热管的全玻璃真空管太阳能集热器的传热机理进行了分析,给出了其总热损失系数、效率因子、热迁移因子和瞬时效率的表达式.并通过实例将瞬时效率的理论计算值与实验测定值进行了比较,两者的相对误差小于6.74%.说明相关的计算表达式较好地反映了全玻璃真空管太阳能集热器的传热性能与特点,同时讨论了如何提高集热器的性能,其结论可用于该类真空管集热器的设计与性能预测.     

一种阳台型太阳能集热器安装机构的设计

基于对太阳光入射角的分析,通过四连杆机构与集热器支撑件一体化的设计来实现太阳能集热器倾角的变化,以提高阳台型太阳能热水器的太阳能利用率,并通过理论数据验证了该设计可有效提高太阳能利用率。     

超宽谱段高分辨率中阶梯光栅光谱仪的光学设计

为了实现超宽谱段与高分辨率特点兼具的中阶梯光栅光谱仪系统,提出了一种光路结构设计,并针对其深紫外波段的有效探测方法进行了研究及验证.该光路结构结合准Littrow结构与C-T结构的优势,保证了色散光路具备高衍射效率,同时很好地抑制了杂散光.在有限可选光学材料下,采用多重评价优化方式获得中阶梯光栅光谱仪的光学结构参数.通...     

可折叠太阳灶的设计与性能研究

为提高太阳灶的便携性,设计了可折叠太阳灶。这一太阳灶的反射镜面和支撑底座均可折叠,通过手动调节机构对太阳进行跟踪,进而保持良好的聚光集热性能。对这一太阳灶的结构进行了设计,应用TracePro和ANSYS软件进行光学模拟,并对太阳灶进行结构强度计算。研究结果表明,所设计的可折叠太阳灶在实际工作中光学效率达77%,调节时间间隔为16 min以上,并且具有良好的刚度、强度与抗倾覆能力,在六级风作用下最大变形不大于3.3 mm,最大局部应力仅44.7 MPa,满足刚度和强度的使用要求。     

基于拓扑优化技术的500mm主镜结构设计

基于拓扑优化软件Optistruct对500 mm口径后背钻孔式碳化硅主镜进行了结构优化设计。对比了优化设计主镜结构与传统三角形轻量孔主镜在重力场,温度梯度场下其镜面变形情况。校核结果表明基于拓扑优化设计的主镜结构相比于传统的三角形轻量化孔均布式结构具有更好的光学性能以及更轻的质量。最后对比不同的温度梯度场下的镜面变形情况,结合技术要求提出了主镜的温控目标。     

太阳能真空管集热器管中心距的优化与应用

为提高太阳能热水器的性能并降低其成本,通过综合考虑性能与成本对真空管集热器进行了优化,提出了以集热器单位集热量的成本为优化目标的真空管集热器管中心距优化模型.优化模型包括集热器成本计算模型和集热器集热量计算模型,其中的集热器集热量计算考虑了太阳的辐射强度变化与真空管管间遮阴作用.采用该模型对常用太阳能集热器进行了优化....     

基于机器视觉的夏比试样缺口测量系统

传统的基于光学放大的夏比缺口检测手段精度低、效率低。通过将机器视觉的方法引入到夏比试样的缺口检测中,结合图像的二值化计算方法,设计并实现了一套基于该方法的软硬件系统。文中详细介绍了该系统的组成结构和检测软件的计算方法,所设计系统的主要组成结构包括图像采集单元和图像处理单元,同时优化了现有的图像二值化计算方法来实现对夏比试样缺口深度的确定。实验结果表明该检测方法精度远高于工业标准要求的精度,而且有效提高了这一领域的工作效率。     

相机手机将超1200万像素!索尼投产CMOS传感器

日本索尼公司近日宣布已投产光学尺寸为1／2．5inch的1225万像素CMOS传感器“IMX060PQ”。传感器像素间距为1．4μm,主要配备于带摄像头的手机。预计将于2009年3月开始上市。 新产品通过采用Cu布线工艺及优化像素结构改进了聚光效率,灵敏度达到了与该公司1．75μm间距产品相同的90mV。     

太阳模拟技术

介绍了太阳模拟技术研究中要遵循的设计准则及基本概念。给出了相应的计算公式。对太阳模拟技术中应用的光学系统形式及其基本原理进行了阐述。较详细的对聚光系统的优化设计,提高系统聚光效率进行了论述。分析了光学积分器对系统辐照不均匀度的影响,给出了两种积分器形式及相应的计算公式。     

一种非共轴椭球面聚光阵列式太阳模拟器

经过理论分析,设计了一种非共轴椭球面聚光阵列式太阳模拟器。为了验证该模拟器的可行性,进行了光学性能检测试验,试验结果表明成像光斑质量较好,系统传递效率较高,从而为太阳模拟器的研发与创新提供技术支持。     

链轮结构静/动态多目标拓扑优化及敏度分析

为增强链轮结构的静态刚度及有效抑制外界激励的影响,将多目标理论并结合拓扑优化理论引入到链轮结构的设计。依据链轮的真实工况,分别对其进行静态刚度和动态固有频率最大化的优化设计。基于折衷规划法定义静态刚度和动态固有频率的多目标函数,并以体积分数为约束条件构建链轮结构的SIMP拓扑优化模型,基于OptiStruct的优化准则算法进行多目标优化求解。运用伴随变量法求解多目标函数相对设计变量的灵敏度,为结构整体性能改善及优化提供准确的梯度信息。最后,以链轮多目标优化结果为参考,基于SolidWorks进行二次设计,并对其进行静力学和模态分析用以验证优化前后结果的正确性。该方法对考虑多个目标的工程结构优化设计具有实际意义。