[发明专利]一种基于SolTrace的线性菲涅尔式聚光器的建模方法

权利要求书

1.一种基于SolTrace的线性菲涅尔式聚光器的建模方法，其特征在于包括如下步骤：(1)建立反射镜场模型：线性菲涅尔式聚光器的接收器放置在距反射镜所在平面的高H处，第n列反射镜与水平面的夹角为β_n，其中心与镜场中心的距离为Q_n；

线性菲涅尔式聚光器的反射镜从西向东依次编号为1至M，第m列反射镜的坐标参数可由几何关系得：

Y_Coord_m＝Z_Coord_m＝0 (2)

令Z_AimPt_m＝1，则

Y_AimPt_m＝0 (4)

式中，X_Coord_m、Y_Coord_m和Z_Coord_m是第m列反射镜在SolTrace的中的起点坐标，X_AimPt_m、Y_AimPt_m和Z_AimPt_m是第m列反射镜在SolTrace的中目标点坐标；

“孔径”选择“矩形”；“表面”选择“平面”，无参数；

(2)建立接收器模型：线性菲涅尔式聚光太阳热能高温高压系统需要复合抛物面聚光器和真空集热管构成的接收器；

2.1)建立复合抛物面聚光器模型：复合抛物面聚光器剖面的轮廓曲线关于中心轴对称，因此对其建模只需考虑截面的某一侧即可；复合抛物面聚光器开口到真空集热管圆心的间距为d；

首先对于渐开线部分：

令

X_Coord_inv＝Y_Coord_inv＝0 (5)

则

Z_Coord_inv＝H-d (6)

此时

X_AimPt_inv＝Y_AimPt_inv＝0 (7)

Z_AimPt_inv＝Z_Coord_inv+1 (8)

式中，X_Coord_inv、Y_Coord_inv和Z_Coord_inv是渐开线在SolTrace的中的起点坐标，X_AimPt_inv、Y_AimPt_inv和Z_AimPt_inv是渐开线在SolTrace的中目标点坐标；

“孔径”选择“单轴式曲率部件”；“表面”选择“旋转对称三次样条”，数据格式为：

其中，N是点数，(x₁，y₁)是渐开线与抛物线的切点坐标，(x_N，y_N)是渐开线坐标方程导数为零的点坐标；

求得复合抛物面聚光器左半段渐开线的单调递增部分，对于单调递减部分，可由与其关于y轴对称的单调递增部分旋转求得，数据格式与式(9)相同；

其次对于曲线部分：

令

X_Coord_cus＝Y_Coord_cus＝0 (10)

则

Z_Coord_cus＝H-d (11)

此时

X_AimPt_cus＝Y_AimPt_cus＝0 (12)

Z_AimPt_cus＝Z_Coord_cus+1 (13)

式中，X_Coord_cus、Y_Coord_cus和Z_Coord_cus是曲线在SolTrace的中的起点坐标，X_AimPt_cus、Y_AimPt_cus和Z_AimPt_cus是曲线在SolTrace的中目标点坐标；

“孔径”和“表面”选择与渐开线部分相同；

2.2)建立真空集热管模型：

令

X_Coord_tub＝Y_Coord_tub＝0 (14)

则

Z_Coord_tub＝H-R (15)

此时

X_AimPt_tub＝Y_AimPt_tub＝0 (16)

Z_AimPt_tub＝Z_Coord_tub+1 (17)

式中，X_Coord_tub、Y_Coord_tub和Z_Coord_tub是真空集热管在SolTrace的中的起点坐标，X_AimPt_tub、Y_AimPt_tub和Z_AimPt_tub是真空集热管在SolTrace的中目标点坐标；R为真空集热管金属内管外径；

“孔径”选择“单轴式曲率部件”，“表面”选择“圆柱”。