基于空间热环境的可展开天线结构性能研究的开题报告

基于空间热环境的可展开天线结构性能研究的开题报告一、研究背景及意义：随着人类对空间探索的深入，对于卫星通信系统的需求也日益增长。而卫星通信系统中的可展开天线结构，作为卫星与地面的通信重要组成部分，需要具备较高的性能指标。空间环境下，可展开天线结构需要考虑到热载荷对其结构和性能的影响。因此，对于可展开天线结构性能的分析及优化具有重要意义。实际应用中，将结构参数、材料参数进行合理优化设计，可以提高可展开天线的稳定性、寿命以及抗干扰性能。二、研究内容及目标：本文将以热载荷为主要研究对象，基于数值仿真方法，分析并优化可展开天线结构在空间环境中的热性能。具体研究内容及目标如下：1.建立可展开天线的数值模型，包括结构几何学参数、材料参数等。2.对可展开天线结构在空间环境中受到的热载荷进行数值模拟分析，包括温度分布、温度场变化规律等。3.进一步优化可展开天线结构参数与材料性能，以提高其热稳定性和抗干扰性能。4.分析可展开天线的应用特点，对比不同优化设计方案，进一步提高其在空间应用中的使用效果。三、研究方法：本文主要采用有限元法(FiniteElementMethod，FEM)对可展开天线结构进行数值的建模与仿真，包括收集天线结构的空间几何形状、材料力学参数等。模拟热载荷作用时，将结构模型与热传递模型相结合，通过数值方法求解出温度场分布。基于数值模拟结果，优化可展开天线结构的参数设计与材料选择，以达到提高天线热稳定性和抗干扰性的目标。四、预期结果：本文将以数值分析为主，对可展开天线结构的热性能及其优化设计方案进行探究。预期结果如下：1.建立可展开天线及其热传递数值模型。2.分析空间环境中可展开天线结构的热载荷、热稳定性、抗干扰性等性能指标。3.通过优化设计可展开天线结构参数和材料选择，提高天线热稳定性和抗干扰性。4.分析不同优化设计方案的优缺点，并探讨可展开天线在空间应用中的适用性。五、进度安排：本文计划用时1年完成，进度安排如下：第一阶段（2个月）：研究计划编制、文献调研第二阶段（3个月）：数值模型建立、基础仿真分析第三阶段（3个月）：优化设计方案、扩展仿真分析第四阶段（2个月）：结果展示与分析、写作论文第五阶段（2个月）：论文修改、答辩六、参考文献：1.J.X.Cheng,Z.Y.Liu,“Thermo-mechanicalbehavioranddesignoptimizationofrigiddeployableantennastructureforspaceapplications,”AerospaceScienceandTechnology,vol.45,pp.1-9,2015.2.C.Y.Wang,B.Y.Zhao,“StructuralOptimizationDesignoftheDeployableAntennaBasedonANSYSSoftware,”JournalofBasicScienceandEngineering,vol.25,no.4,pp.746-752,2017.3.J.Y.Hu,Y.Zhang,“OptimizationofDeployableAntennaBasedonOrthogonalExperimentalDesign,”AppliedMechanicsandMaterials,vol.798,pp.611-615,2015.4.A.X.Wang,Z.Y.Zhang,“StructuraldesignandthermalanalysisofadeployableantennaforCubeSat,”Measurement,vol.128,pp.239-244,2018.5.J.W.Li,F.Chen,“Robustoptimizationdesignofdeployableantennaunderthermal-