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2.5 m级太阳望远镜主镜热控技术研究

Thermal Control Technology of Primary Mirror of 2.5 m Class Solar Telescope

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摘要

大口径太阳望远镜主镜直接暴露在空气中, 主镜与环境的温差会引起视宁度效应。为降低视宁度效应, 研究了主镜底部制冷空气的温度、风速及气刀风速对视宁度的影响。结合南京大学2.5 m多功能望远镜ISMAT的主镜进行热控技术研究, 并以0.02 arcsec的主镜视宁度为优化目标。数值求解结果表明:没有气刀时, 满足优化目标的制冷空气温度为283.15 K, 进口风速为3.5 m/s; 有气刀时, 满足优化目标的制冷空气温度为283.15 K, 进口风速为3m/s, 气刀风速不小于3 m/s。

Abstract

The primary mirror of large aperture solar telescope is directly exposed to the air, the temperature difference between the primary mirror and the environment causes the mirror seeing. In order to decrease the mirror seeing, we study the influences of the temperature and the velocity of the cooling air as well as the velocity of the air knife on the mirror seeing. Combined with the primary mirror of 2.5 m called Imaging and Spectroscopic Multi-Application Telescope (ISMAT) of Nanjing University, thermal control technology is studied, and the optimization goal is mirror seeing of 0.02 arcsec. The results of numerical solution show that: the cooling air temperature and the inlet velocity satisfied the optimization goal are 283.15 K and 3.5 m/s without the air knife; the cooling air temperature, the inlet velocity, and velocity of air knife satisfied the optimization goal are 283.15 K, 3 m/s and greater than or equal to 3 m/s.

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中图分类号:P111.21

DOI:10.3788/aos201838.1112001

所属栏目:仪器,测量与计量

收稿日期:2018-05-22

修改稿日期:2018-05-29

网络出版日期:2018-06-04

作者单位    点击查看

朱冉:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京210042中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京210042中国科学院大学, 北京100049
顾伯忠:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京210042中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京210042
徐洁倩:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京210042中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京210042中国科学院大学, 北京100049
张志永:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京210042中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京210042
袁祥岩:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京210042中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京210042

联系人作者:顾伯忠(bzhgu@niaot.ac.cn); 朱冉(rzhu@niaot.ac.cn);

【1】Sigwarth M. Advanced solar polarimetry-theory, observation, and instrumentation: the 20th NSO/Sacramento peak summer workshop[J]. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2001, 113(780): 260-261.

【2】Volkmer R, Eisentrger P, Emde P, et al. Mechanical design of the solar telescope GREGOR[J]. Astronomische Nachrichten, 2012, 333(9): 816-822.

【3】Sü M, Volkmer R, Eisentrger P. GREGOR M1 mirror and cell design: effects of different mirror substrates on the telescope design[J]. Proceedings of SPIE, 2010, 7739: 7739I.

【4】Volkmer R, Manni F, Giannuzzi M, et al. EST telescope-primary mirror, support and cooling system[J]. Proceedings of SPIE, 2010, 7739: 77391O.

【5】Collados M, Bettonvil F, Cavaller L, et al. European solar telescope: project status[J]. Proceedings of SPIE, 2010, 7733: 77330H.

【6】Angelo P, Carsten D. The thermal control of the new solar telescope at Big Bear Observatory[J]. Proceedings of SPIE, 2006, 6267: 62670M.

【7】Liu Y Y. Active thermal control technology for large ground-based solar telescope[D]. Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2016: 79.
刘洋毅. 大口径地基太阳望远镜主动温控技术研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2016: 79.

【8】Liu X Y. Research on thermal control system of 4 m SiC lightweight primary mirror[D]. Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2015: 4.
刘祥意. 4 m SiC轻量化主镜的热控系统设计研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2015: 4.

【9】Chen Q Y. Study for natural convection of the LED street lamp’s heat sink[D]. Chongqing: Chongqing University, 2011: 26.
陈启勇. LED路灯散热器自然对流研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2011: 26.

【10】Tao W Q. Numberical heat transfer[M]. 2nd ed. Xi’an: Xi’an Jiaotong University Press, 2001: 486-487.
陶文铨. 数值传热学[M]. 2版. 西安: 西安交通大学出版社, 2001: 486-487.

【11】Zago L. The effect of the local atmospheric environment on astronomical observations[D]. Lausanne: Swiss Federal Institute of Technology, 1995.

【12】Zago L. An engineering handbook for local and dome seeing[J]. Proceedings of SPIE, 1997, 2871: 726.

【13】Liang Q T. Physical optics[M]. 3rd ed. Beijing: Electronics Industry Press, 2008: 40-41.
梁铨廷. 物理光学[M]. 3版. 北京: 电子工业出版社, 2008: 40-41.

【14】Zhang J, Xian H, Zhang C, et al. Telescope primary mirror seeing and air knife effect analysis based on theoretical calculation of temperature filed[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(8): 0811005.
张俊, 鲜浩, 张程, 等. 基于温度场理论的望远镜主镜视宁度及“气刀”效应分析[J]. 光学学报, 2013, 33(8): 0811005.

【15】Hao Y X, Chen P S, Zhou K P. Introduction to infrared astronomy[M]. 1st ed. Beijing: Peking University Press, 1993: 66.
郝允祥, 陈培生, 周克平. 红外天文学导论[M]. 1版. 北京: 北京大学出版社, 1993: 66.

引用该论文

Zhu Ran,Gu Bozhong,Xu Jieqian,Zhang Zhiyong,Yuan Xiangyan. Thermal Control Technology of Primary Mirror of 2.5 m Class Solar Telescope[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(11): 1112001

朱冉,顾伯忠,徐洁倩,张志永,袁祥岩. 2.5 m级太阳望远镜主镜热控技术研究[J]. 光学学报, 2018, 38(11): 1112001

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