基于温度场理论的望远镜主镜视宁度及“气刀”效应分析

综合考虑非线性气温环境和主镜视宁度表面“气刀”强制对流换热，对地基望远镜主镜瞬态温度场理论模型进行研究，结合分离变量法和格林函数法求解出温度场的解析表达式。以4 m主镜为例，运用温度场理论模型解析解，对主镜视宁度进行了分析计算。分析了“气刀”对主镜视宁度的改善效果；讨论了“气刀”风速与主镜视宁度的关系；分析了不同径厚比对主镜视宁度的影响。利用有限元方法分析4 m主镜温度场，与所推导的温度场理论结果进行比较，二者获得了较好的一致性。主镜温度场理论解在望远镜主镜设计中具有普适的应用价值。