太陽能光熱推進(jìn)聚光器的設(shè)計(jì)與研究

【摘要】： 太陽能是自然界賦予人類的巨大財(cái)富,太陽通過內(nèi)部的氫聚變成氦的原子核反應(yīng)不停地釋放巨大的能量,并不斷向宇宙空間輻射能量。太陽能熱水器、太陽能空調(diào)等就利用了太陽到達(dá)地球表面的這部分能量。隨著航空航天和宇航事業(yè)的迅速發(fā)展,太陽能在航天器推進(jìn)系統(tǒng)中也得到了廣泛應(yīng)用。太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)是一種比較先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng),具有區(qū)別于其他推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):推力范圍適中、比沖高、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、污染少。 隨著航天事業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)航天器推進(jìn)系統(tǒng)的研究變得至關(guān)重要。目前,太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)在航天器上得到了應(yīng)用,太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)主要由太陽能聚光器、吸收器/推力室和工質(zhì)貯存與供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成,利用太陽能聚光器聚集太陽能直接加熱質(zhì)量較輕的工質(zhì),工質(zhì)膨脹后通過噴管噴出而產(chǎn)生推力。由于聚光器是太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,因此對(duì)聚光器的研究顯得非常重要。 本文考慮在太陽光不平行度的條件下,運(yùn)用蒙特卡洛方法對(duì)理想情況下以及考慮接收面位置誤差影響條件下的單碟、雙碟以及三碟貝殼形聚光器進(jìn)行性能模擬,在接收面水平放置和豎直放置時(shí),得到接收面上的二維能流密度分布圖和能流密度分布等高圖,從而分析影響接收面能流密度的因素。在增大貝殼形聚光器投影圓圓心到坐標(biāo)系z(mì)軸距離l時(shí),若接收面水平放置,發(fā)現(xiàn)接收面能流密度峰值減小,同時(shí)光斑核心區(qū)域面積相應(yīng)增大,當(dāng)距離l較短時(shí),聚光器性能較優(yōu)越,如單碟和對(duì)稱雙碟貝殼形聚光器在距離l為2m時(shí)性能較好,非對(duì)稱雙碟和三碟貝殼形聚光器在距離l為3m時(shí)性能較好。若接收面豎直放置時(shí),能流密度峰值先增大后減小。設(shè)計(jì)太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)時(shí),根據(jù)航天器推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)際需要,進(jìn)行設(shè)計(jì)聚光器和吸收器/推力室。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 貝殼形 聚光器 蒙特卡洛方法 能流密度
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TK512
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 太陽能光熱推進(jìn)系統(tǒng)聚光器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第二章 聚光器16-24
• 2.1 幾種常見的聚光器16-20
• 2.1.1 槽式聚光器16-17
• 2.1.2 塔式聚光器17-18
• 2.1.3 碟式聚光器18-20
• 2.2 貝殼形聚光器20-24
• 第三章 STP 聚光器物理計(jì)算模型的建立24-32
• 3.1 蒙特卡洛方法24-25
• 3.1.1 蒙特卡洛方法的基本思想24
• 3.1.2 蒙特卡洛方法解決問題的三個(gè)步驟24-25
• 3.1.3 蒙特卡洛方法優(yōu)缺點(diǎn)25
• 3.2 隨機(jī)數(shù)25-27
• 3.2.1 均勻隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法25-26
• 3.2.2 幾種常用的均勻隨機(jī)數(shù)生成方法26-27
• 3.2.3 本文均勻隨機(jī)數(shù)的選取27
• 3.3 物理計(jì)算模型的建立27-30
• 3.3.1 發(fā)射面28
• 3.3.2 光線方向28-29
• 3.3.3 反射方向29-30
• 3.3.4 光線統(tǒng)計(jì)30
• 3.4 物理模型計(jì)算流程30-32
• 第四章 貝殼形聚光器性能分析32-63
• 4.1 接收面水平放置聚光器性能分析32-53
• 4.1.1 距離l 對(duì)接收面能流分布的影響32-44
• 4.1.2 接收面位置誤差對(duì)能流密度分布的影響44-50
• 4.1.3 焦距對(duì)能流密度分布的影響50-53
• 4.2 接收面豎直放置聚光器性能分析53-63
• 4.2.1 距離l 對(duì)接收面能流分布的影響53-59
• 4.2.2 接收面位置誤差對(duì)能流密度分布的影響59-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 對(duì)研究工作的總結(jié)63-64
• 5.2 對(duì)研究工作的展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

拋物面式太陽能聚能系統(tǒng)聚光特性模擬    帥永;張曉峰;談和平;

蒙特卡羅方法對(duì)各向異性介質(zhì)輻射特性的模擬    余其錚，潘迎春，張東輝，季建剛，談和平

太陽能熱推進(jìn)的研究與發(fā)展    夏廣慶,毛根旺,唐金蘭,何洪慶

蒙特卡羅方法在中子時(shí)空動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用    沈華韻;王侃;宮兆虎;

太陽能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聚光器設(shè)計(jì)方法    張純良,張振鵬,魏志明

槽式太陽聚光器的研究    肖遵林;施鈺川;

太陽能熱推進(jìn)技術(shù)的研究進(jìn)展    張純良,高芳,張振鵬,劉玉亭

貝殼形太陽能聚光面的設(shè)計(jì)    劉惠國

太陽光不平行度對(duì)太陽能聚集性能影響的數(shù)值研究    杜勝華;夏新林;唐堯;

碟式拋物面太陽能聚能器焦面特性數(shù)值仿真    帥永;夏新林;談和平;

太陽能聚能系統(tǒng)能量傳輸特性分析    孫加瀅

5kW點(diǎn)聚焦太陽能斯特林發(fā)電系統(tǒng)的性能分析    高瑤

一對(duì)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的MATLAB模擬實(shí)驗(yàn)    王明美;

變電站光伏直流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    林航;陳曉明;

雙面太陽電池垂直安裝發(fā)電性能的測(cè)試    王寧;吳昌宏;舒杰;

大型集中并網(wǎng)光伏電站硬件設(shè)計(jì)要求及安全保護(hù)    王志剛;龍維緒;崔海昱;鄧菊蓮;劉祖明;廖華;涂潔磊;

太陽能高效路燈系統(tǒng)工作原理與設(shè)計(jì)    張鵬;

太陽能光伏支架系統(tǒng)的應(yīng)用    李天下;

光伏控制器新型充電管理模式研究    普平貴;

基于FEM-ANN-MCS法的邊坡工程可靠度分析    方建瑞;許文達(dá);謝秀棟;

一種分析SRM纖維纏繞結(jié)構(gòu)可靠性的方法研究    陳順祥;沈志輝;李克;

基于PSIM的光伏模塊建模與電氣特性仿真    劉俊杰;張新燕;

一類分布參數(shù)系統(tǒng)的PID控制器設(shè)計(jì)    李東海;紀(jì)瀛皇;李明大;劉京宮;

采用PIC法SF_6/N_2混合氣體中絕緣子沿面放電特性仿真    張憲標(biāo);汪沨;樂孟常;戴濤;

基于蒙特卡洛方法的慣性元件誤差模型分析    唐笑慧;富立;范耀祖;

巖石邊坡破壞概率研究    傅永勝;蔣爵光;李秉生;

銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池的研究進(jìn)展    岳恩;唐龍;羅順安;張平;

并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤技術(shù)研究    傅家祥;

一種新型計(jì)算機(jī)加擾器的設(shè)計(jì)    周龍;張旭;

太陽能光伏技術(shù)與建筑應(yīng)用    李蔚;

壽命試驗(yàn)的費(fèi)用仿真    高尚;刁迎春;

纜索承重橋梁顫振的風(fēng)險(xiǎn)分析和決策    周崢;葛耀君;

分布式電源的概率建模及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    王敏

柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)空間誤差模型及最佳測(cè)量區(qū)研究    鄭大騰

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)及決策研究    朱震宇

芳烴型連續(xù)重整集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型研究    周紅軍

非高斯隨機(jī)激勵(lì)下非線性系統(tǒng)的隨機(jī)平均法    曾巖

太陽能電動(dòng)車關(guān)鍵技術(shù)研究    李春芳

汽車線束寄生參數(shù)和串?dāng)_預(yù)測(cè)研究    王瑞寶

數(shù)控機(jī)床可用性耦合建模及影響度分析    魏領(lǐng)會(huì)

城市電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避方法研究    楊衛(wèi)紅

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

再生混凝土基本力學(xué)性能的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析和可靠度研究    韓福冬

太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究    李本元

氧化物半導(dǎo)體的濕化學(xué)法制備    賈紅

超導(dǎo)材料性質(zhì)和半導(dǎo)體表面重構(gòu)及表面合金性質(zhì)    李沖

水利建設(shè)工程投標(biāo)報(bào)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)研究    黃鋼

基于VxWorks的水下目標(biāo)探測(cè)跟蹤研究    李東起

光伏發(fā)電系統(tǒng)自適應(yīng)控制研究    李亭

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測(cè)新方法的研究    于希洋

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    雷家寧

一維受限空間納米結(jié)構(gòu)演化及電子輸運(yùn)特性    高芳

熱阻和回?zé)釗p失對(duì)鐵電斯特林制冷機(jī)的(火用)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化性能的影響    楊惠山

回?zé)崾剿固亓职l(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的優(yōu)化    吳鋒,陳林根,孫豐瑞

太陽能驅(qū)動(dòng)斯特林熱機(jī)的最優(yōu)性能    吳鋒,孫豐瑞,陳林根

太陽能熱力發(fā)電技術(shù)進(jìn)展    冒東奎

制氫技術(shù)現(xiàn)狀及展望    劉少文,吳廣義

太陽能熱動(dòng)力系統(tǒng)Brayton裝置與Stirling裝置分析與比較    崔海亭,袁修干

碟式聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)用腔式吸熱器熱性能分析    張春平,劉志剛,趙耀華,唐大偉

回?zé)崞餮h(huán)熵增的概念及其優(yōu)化    顧根香,王芝秋,金東寒,黃霞平

Mie散射算法的改進(jìn)    余其錚,馬國強(qiáng),劉曉彥

空間光學(xué)系統(tǒng)中雜散輻射計(jì)算的蒙特卡洛方法驗(yàn)證    夏新林，談和平，唐明，余其錚

兩類回?zé)崾綗崃W(xué)循環(huán)性能的研究    何濟(jì)洲

采用天然氣的小型斯特林冷熱電三聯(lián)供關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用分析    汪海貴

熱氣機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力分析及可視化應(yīng)用研究    王宏江

分置式斯特林制冷機(jī)的熱力動(dòng)態(tài)模型及仿真的研究    吳卓林

關(guān)于拋物槽集熱器的光學(xué)與熱學(xué)的性能研究    劉毓偉

微型整體式斯特林制冷機(jī)研制及整機(jī)工程化模型研究    席有民

太陽能聚光器技術(shù)性能指標(biāo)的理論研究    馬惠民,周翠萍,唐豫年,李向陽

橢圓腔體的銑制    徐金武;

太陽能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聚光器設(shè)計(jì)方法    張純良,張振鵬,魏志明

復(fù)合單面聚光器角分布特性的簡(jiǎn)化計(jì)算方法    盧景霄

太陽能熱發(fā)電系列文章(11) 槽式太陽能熱發(fā)電中的真空集熱管    王軍;張耀明;王俊毅;陳勇;安翠翠;

菲涅爾透鏡提高太陽能利用率的研究    姚敘紅;朱林泉;薛忠晉;邢進(jìn);楊敏;

美國HyperSolar公司研制出超薄微型光伏聚光器組件原型    

復(fù)合彈性太陽能聚光器的光學(xué)特性    曹軍

CPC 接收面上光強(qiáng)分布及其影響因素的理論和實(shí)驗(yàn)研究    孟華,葛新石

基于蝶式光伏發(fā)電聚光器一維跟蹤機(jī)構(gòu)的研制    許志龍;馮培鋒;劉菊東;侯達(dá)盤;張耀明;

交錯(cuò)分布式多鏡面聚光系統(tǒng)    張海燕;王建平;張崇巍;劉偉;

高重頻LD抽運(yùn)Nd:YAG電光調(diào)Q激光器    寧國斌;宋貴才;

CPC的設(shè)計(jì)計(jì)算及在太陽能集熱器中的應(yīng)用    劉芳;李軍;劉鷹;

高重頻三向側(cè)面泵浦DPL耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì)    武志超;凌銘;譚雪春;金光勇;寧國斌;梁柱;

生物顯微鏡部分附件的應(yīng)用與調(diào)試    胡文華;顧達(dá)聰;彭瑞云;王水明;王曉民;高亞兵;李楊;馬俊杰;王德文;

偏軸太陽灶的幾何模型    沙永玲;袁守財(cái);丁鳴;楊樹華;胡建軍;田樂;朱金陵;何曉峰;

復(fù)合拋物面聚光器(CPC)截短對(duì)其性能的影響    馬鳴;鄭宏飛;李家春;

太陽能熱水器集熱系統(tǒng)的優(yōu)化    潘身明;黃學(xué)寧;韋早春;覃綱;羅相影;

太陽能熱聲制冷技術(shù)發(fā)展與展望    陳麗娟;董衛(wèi);

塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)研究進(jìn)展    張耀明;劉德有;張文進(jìn);卞新高;

南洲新能源:讓太陽“落進(jìn)”尋常百姓家    本報(bào)記者 王建專

SOLAR太陽能熱水器專利技術(shù)掃描    魏衍亮

“榨干”太陽能    本報(bào)記者　王俊鳴

美開發(fā)大幅提高太陽能收集能力的創(chuàng)新技術(shù)    馮衛(wèi)東

天大多項(xiàng)專利技術(shù)降低太陽能利用成本    記者 陳欣然 通訊員 宋雪峰

太陽能熱利用在印度    柯時(shí)

太陽能發(fā)電有望擔(dān)當(dāng)主角    

我國最大光伏電站落戶西昌    何學(xué)民

四川西昌開建中國最大光伏電站    陳其玨

銀色聚光板跟蹤太陽緩緩移動(dòng)    王云

太陽能碟式聚光發(fā)電供熱綜合利用系統(tǒng)研究    王云峰

太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實(shí)驗(yàn)研究    劉穎

太陽能利用中的熱物理基礎(chǔ)理論及實(shí)驗(yàn)研究    王剛

非跟蹤型太陽能聚光器的優(yōu)化分析和實(shí)驗(yàn)研究    李桂強(qiáng)

無光象聚光定日鏡的偏軸象差的分析與修正    林晨星

太陽能高倍聚光能量傳輸利用理論及試驗(yàn)研究    韓延民

采用腔體吸收器的線聚焦太陽能集熱器的理論及實(shí)驗(yàn)研究    翟輝

高效能空間薄膜聚光光伏系統(tǒng)研究    馬宏財(cái)

反射聚光利用太陽能的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究    江守利

太陽能熱光伏系統(tǒng)機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究    陳雪

應(yīng)用于聚光光伏模組的二次聚光器的設(shè)計(jì)與性能分析    茹占強(qiáng)

可折疊展開式傘狀龍骨結(jié)構(gòu)聚光器結(jié)構(gòu)及性能分析    付比

條形平面鏡聚光器的實(shí)驗(yàn)研究與性能優(yōu)化    張輝

太陽能電熱聯(lián)用槽式聚光器設(shè)計(jì)與性能研究    許自霖

碟式太陽能聚光器風(fēng)載的仿真研究    王紅

微小推力太陽能熱推進(jìn)系統(tǒng)高效聚光技術(shù)研究    趙沛

新型太陽能集熱器性能分析與研究    呂園園

基于非成像理論的自然光組合照明光學(xué)系統(tǒng)的研究    郝雯雯

菲涅爾透鏡及復(fù)合拋物面聚光器的設(shè)計(jì)與研究    姜磊

聚光太陽能光伏系統(tǒng)的研究    周改改