[發(fā)明專利]一種組合非球面反射型太陽能聚光鏡鏡面的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310406674.7
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103487925A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦華;劉瑞金;葛碩碩;王勇;劉漢法;類成新;袁文峰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.?一種組合非球面反射型太陽能聚光鏡鏡面的設(shè)計方法，其特征在于包含下述步驟：

（1）對于偶次非球面方程

上式中，，x，y，z為直角坐標系的三個坐標量，中心旋轉(zhuǎn)軸為Y軸，y為曲面的彎曲量，C為二次曲面的頂點曲率,?1+a₂為二次曲面系數(shù),??a₂與二次曲面的離心率有關(guān)，?a₄,?a₆,?a₈,?a₁₀,?a₁₂,?a₁₄,?a₁₆為非球面方程中多項式各高次項的系數(shù)；

取入射太陽光束平行于XOY面并與Y軸成θ角，則入射光線行進方向上的單位向量為，其中，α₁=-sinθ,?β₁=-cosθ，γ₁=0為在X，Y，Z軸上的分量，由入射光線和非球面方程求出它們的交點P(x,y,z)；

（2）根據(jù)非球面方程求P點處的法矢量；

?（3）對入射光線矢量、P點處的法矢量用反射定律的矢量形式進行運算操作，得到該點處反射光線矢量；

（4）確定過坐標原點O處的反射光線上任一點P′(x′,?y′,?0)為太陽光束聚焦點，x′=-y′tanθ；

（5）取不過O點的任一反射光線上的一點P?′′(x′,y′′,z′′)

?

P′′與P′之間的距離，其中；

（6）將入射光束在XOZ平面內(nèi)投影圓從Z軸開始平均分成38個扇形，在每個扇形的兩條邊緣半徑上各均取n個點，n≥20，計算過這2n個點的入射光線與非球面交點上反射光線的R值的加權(quán)和：，i為光線序號，q_i為權(quán)重；

?（7）把作為粒子群算法中的適應(yīng)度函數(shù)，把非球面參數(shù)C,?a₂,?a₄,?a₆,?a₈,?a₁₀,?a₁₂,?a₁₄,?a₁₆作為粒子群算法中的優(yōu)化量，進行?最小值的優(yōu)化操作，得到一組非球面參數(shù)C,?a₂,?a₄,?a₆,?a₈,?a₁₀,?a₁₂,?a₁₄,?a₁₆的值以及最大h值h_max，截取在扇形兩條邊緣半徑上的入射光線之間的此非球面部分作為組合非球面的一部分，如此進行38次操作，得到38組非球面參數(shù)C,?a₂,?a₄,?a₆,?a₈,?a₁₀,?a₁₂,?a₁₄,?a₁₆以及38組h_max所對應(yīng)的非球面截取部分；

（8）把38組截取部分按截取位置組合起來就得到了組合非球面太陽能聚光鏡鏡面。