基于有限单元法和计算流体动力学的光机热集成仿真分析研究

• 作者: 王逍 洪建勋
• 来源期刊: 光学与光电技术
• 学科: 工学
• 关键词: 集成仿真 计算流体动力学 光机 热集成 有限单元法
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 材料与器件|Material and Devices
• 页码范围: 120-127
• 页数: 8页
• 分类号: TN958
• 语种: 中文

摘要

使用计算流体动力学、传热学、固体弹性力学和光学的多物理场耦合集成仿真分析技术完成了红外热像仪中光机的热特性与热设计研究.采用有限单元法(Finite Element Method,FEM)和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)得到了光机内部的温度场、应力变形分布及光学件面形.基于最小二乘法成功移除了光学元件的刚体位移,将刚体位移和移除刚体位移的标准Zernike系数作为设计输入条件导入光学系统中.对比在常温、自然散热和强对流不同条件下的弥散斑和传函曲线,实现了红外热像仪光机热集成及耦合仿真分析,该光机热集成仿真分析研究技术对光学系统结构设计和研究具有借鉴意义.