[发明专利]基于蒙特卡洛和坐标变换结合的抛物面槽式聚光器建模方法

权利要求书

1.一种基于蒙特卡洛和坐标变换结合的抛物面槽式聚光器建模方法，其特征在于：所述建模方法包括以下步骤：

步骤1、建立抛物面槽式聚光器模型的模型框架结构；所述的抛物面槽式聚光器的模型框架包括三部分：模型输入量、模型输出量和聚光器参数；

步骤2、建立抛物面槽式聚光器能流密度仿真模型的建模流程；

步骤3、利用蒙特卡洛法初始化太阳入射光线模拟太阳光锥在抛物面槽式聚光器上的分布情况和太阳光线在太阳光锥中的分布情况；

步骤4、利用坐标变换法建立入射光线的方向和位置模型；

步骤5、利用坐标变换法建立反射光线的方向和在高温真空吸热管上的落点位置模型，统计不同落点位置处光线的数量，计算能流密度分布；

步骤6、建立高温真空吸热管的安装误差和聚光器的跟踪误差模型，模拟存在误差时的能流密度分布情况。

2.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于：所述步骤2中，抛物面槽式聚光器能流密度仿真模型的建模流程包括以下步骤：分析太阳光线的传播路径，所述太阳光线的传播路径分为吸热管直射路径、真空间隙路径和抛物面路径；建立能流密度仿真模型的流程图；利用蒙特卡洛和坐标变换相结合的方法分别确定每种传播路径的光线入射方向、光线反射方向和光线落点位置，计算能流密度。

3.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于：所述的步骤3具体如下：

步骤3-1：每束太阳光为非平行光，为光锥形式；计算光锥随机落在聚光器表面上的位置O₀＝(x₀,y₀,z₀)，其表达式为：

x0=ϵ1W-W2y0=x024fz0=ϵ2L---(1)]]>

其中，ε₁和ε₂为0到1的随机数，W为聚光器的宽度，L为聚光器的长度，f为聚光器的焦距，x₀为光锥落点O₀沿X轴方向的位置，y₀为光锥落点O₀沿Y轴方向的位置，z₀为光锥落点O₀沿Z轴方向的位置；

步骤3-2：太阳光锥的角半径为σ＝4.65mrad，光线在光锥中随机分布，光线的角度表达式为：

φ=tan-1(ϵ3tanσ)ψ=2πϵ4---(2)]]>

其中，ε₃和ε₄为0到1的随机数，σ为太阳光锥的角半径，φ为光锥角，ψ为圆周角。