基于Monte Carlo的聚焦型X射线脉冲星望远镜多物理场耦合分析方法

发布时间：2018-01-04 11:31

本文关键词：基于Monte Carlo的聚焦型X射线脉冲星望远镜多物理场耦合分析方法　出处：《航空学报》2016年04期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：聚焦型X射线脉冲星望远镜(XPT)是涉及光学、机械学、热学等多学科的复杂航天载荷,多物理场耦合分析对提高其在轨性能和可靠性至关重要。传统的光机热多场耦合分析(MCA)方法并不能考虑X射线能量及其反射率信息,而且存在学科间数据传递困难的问题。为此,首先基于Monte Carlo和X射线全反射理论提出了一种高效的多物理场耦合分析方法。该方法同时考虑X射线能量和反射率两大特征信息,基于有限元分析(FEA)法建立了XPT热-结构物理场耦合方程和有限元分析模型,针对不同工况进行热分析、结构分析以及热-结构物理场耦合分析。其次,采用Construction Geometry函数分别提取不同工况下光学镜头面形的形变量,并基于多项式函数对变形后的镜头面形进行拟合和误差分析。然后,基于所提方法对变形后的光学系统聚焦性能进行分析与评价,得到镜头形变对XPT光学聚焦性能的影响规律。最后,以多层嵌套的XPT为例,对不同视场角和形变的X射线光学系统聚焦性能进行了仿真分析。结果表明,在全视场时热-结构耦合形变、热形变及结构形变导致XPT聚焦性能分别下降30.01%,14.35%和7.85%,弥散斑均方根依次为2.914 3mm,2.603 8mm,2.531 1 mm。通过与试验结果对比分析,验证了所提方法的有效性,可用于XPT的可靠性设计。
[Abstract]:In this paper , based on Monte Carlo and X - ray total reflection theory , an efficient multi - physical field coupling analysis method is proposed , which is based on Monte Carlo and X - ray total reflection theory .

【作者单位】：北京控制工程研究所;北京航空航天大学机械工程及自动化学院;
【基金】：国家自然科学基金(51175019)~~
【分类号】：V448.2;TH751
【正文快照】： 网络出版地址:www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20150630.1538.002.html引用格式:李连升,邓楼楼,梅志武,等.基于Monte Carlo的聚焦型X射线脉冲星望远镜多物理场耦合分析方法[J].航空学报,2016,37(4):1249-1260.LI L S,DENG L L,MEI Z W,et al.Monte Carlo-based multiphys

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