非球面太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文設(shè)計(jì)了一種偏軸線聚焦的太陽(yáng)能聚光鏡，此聚光鏡反射鏡面的面型由一組具有特定系數(shù)a2,a4,a6,a8,C的偶次非球面方程所決定，用這組特定系數(shù)的高次柱面作為聚光鏡，其對(duì)光的壓縮比可達(dá)到635:1。
　　首先，由高次柱面太陽(yáng)能聚光鏡的面型方程、光反射定律，推導(dǎo)出在高次柱面內(nèi)壁上反射光束矢量與入射光束矢量和高次柱面的結(jié)構(gòu)參數(shù)a2,a4,a6,a8,C之間的關(guān)系。由此，得到了聚光系統(tǒng)聚光效率的評(píng)價(jià)函數(shù)表達(dá)式，理論分析闡明了非球面系數(shù)與

2、系統(tǒng)評(píng)價(jià)函數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。
　　其次，采用粒子群算法對(duì)高次柱面的結(jié)構(gòu)參數(shù)a2,a4,a6,a8,C進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以聚光系統(tǒng)的評(píng)價(jià)函數(shù)作為粒子群算法中的適應(yīng)度函數(shù)，尋找能使適應(yīng)度函數(shù)最小的偶次非球面系數(shù)。通過優(yōu)化這些參數(shù)，使入射光束經(jīng)高次柱面內(nèi)壁反射后全部聚焦在一條與柱面母線平行的窄寬度的線段上，形成線聚光。
　　最后，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，并給出了整個(gè)高次柱面太陽(yáng)能聚光鏡對(duì)太陽(yáng)光束的反射效果圖和現(xiàn)場(chǎng)模