支撑驱动的非规则轻量化超大口径SiC空间反射镜快速参数化集成建模关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11803036
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1901.光学、紫外和红外天文技术和方法
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Ultra large mirror is urgently needed for ultra-high resolution earth observation and future space observation. SiC has become an advanced research hotspot in space optics as high quality mirror substrate material. Synthetical optimization for Ultra large mirror needs modern design methodology for its complicated structure and multi-discipline constrains in the harsh environment, and fast parametric modeling is a key technology. Regular light-weighted ultra large Zerodur space mirror has been thoroughly studied abroad. While irregularly light-weighted structure is theoretically better than regularly light-weighted structure for limited aperture mirror. SiC is better than Zerodur for synthetical quality for space mirror substrate as well. Irregularly light-weighted ultra large space mirror using SiC as substrate material has been studied in this research. The systematic optimization for ultra large space mirror is under tackled using fast parametric modeling and integrated optimization environment. Objects are studied including analysis of design parameters and multi-discipline design indexes, methodology of fast parametric modeling and integrated optimization to acquire high light-weighted structure and high environment adoption for ultra large monolithic space mirror using SiC evanescent mode manufacturing technology. This research is meant to lay the technology foundation for ultra large aperture space observation and earth observation by exploring methodology for synthetical optimization and automatic design.
高分辨对地遥感和空间天文观测迫切需求超大口径空间反射镜,SiC作为高品质反射镜基底材料是空间光学研究热点。超大口径空间反射镜及支撑结构复杂、设计参数多,又需经受严苛力热环境和多学科指标约束,其优化设计需应用现代设计方法,而快速参数化集成建模是关键。国外实现了规则轻量化的超大口径微晶玻璃反射镜的快速参数化建模,而有限口径反射镜的非规则轻量化结构理论上更优,且SiC较微晶玻璃更优。本项目以非规则轻量化结构的超大口径SiC空间反射镜为研究对象,试图突破其快速参数化集成建模关键技术。具体内容有:基于国内整体式SiC低温消失模工艺实现的非规则轻量化结构,梳理和研究超大口径SiC空间反射镜组件的设计参数和多学科指标,研究其快速参数化集成建模方法,针对性地开发优化设计方法,实现更优轻量化率和环境适应性。本项目旨在研究超大口径空间反射镜的综合优化和自动化设计,为超大口径空间对地遥感和天文观测提供技术支撑。

结项摘要

高分辨对地遥感和空间天文观测迫切需求超大口径空间反射镜,SiC作为高品质反射镜基底材料是空间光学研究热点。超大口径空间反射镜及支撑结构复杂、设计参数多,又需经受严苛力热环境和多学科指标约束,其优化设计需应用现代设计方法,而快速参数化集成建模是关键。本项目以非规则轻量化结构的超大口径SiC空间反射镜为研究对象,针对非规则轻量化结构,梳理了超大口径SiC空间反射镜组件的设计参数和多学科指标,对超大口径反射镜的设计约束和工况进行了详细研究,制定了反射镜分析工况和指标要求;采用“主支撑+辅助支撑”的设计方案,采用“自动非规则加强筋优化设计+区域自动网格优化建模”的方法,突破了反射镜快速参数化集成建模关键技术,3s完成含120521单元的高质量(90%为四边形网格)的4米口径反射镜的有限元建模。以快速参数化集成建模为基础,开发优化设计方法,通过“基于随机泡的支撑点优选方案”进行设计空间的快速优选,然后基于“灵敏度分析+模型降维+全设计空间搜索”的组合优化方法,实现更优轻量化率(85%)和环境适应性,为超大口径空间对地遥感和天文观测提供技术支撑。本项目共发表相关论文4篇,发明专利2项,软件著作权1项,培养博士研究生1人,硕士研究生1人。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
星敏镜头参数化建模辅助设计
  • DOI:
    10.37188/co.2021-0029
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国光学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱俊青;沙巍;方超;王永宪;王智
  • 通讯作者:
    王智
长条反射镜及柔节的参数优化设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王朋朋;辛宏伟;朱俊青;王永宪;沙巍;陈长征
  • 通讯作者:
    陈长征
轻质长条形反射镜结构优化设计
  • DOI:
    10.12086/oee.2020.200109
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    光电工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王朋朋;辛宏伟;朱俊青;王永宪;许艳军;陈长征
  • 通讯作者:
    陈长征
空间TOF相机大视场光学镜头结构优化设计
  • DOI:
    10.19650/j.cnki.cjsi.j2006719
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏加立;曲慧东;王永宪;朱俊青;关英俊
  • 通讯作者:
    关英俊

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其他文献

空间遥感相机大口径反射镜结构优化设计
  • DOI:
    10.3788/irla202049.0214002
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张超杰;习兴华;王永宪;朱俊青;关英俊
  • 通讯作者:
    关英俊
空间TOF相机大视场光学镜头结构优化设计
  • DOI:
    10.19650/j.cnki.cjsi.j2006719
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏加立;曲慧东;王永宪;朱俊青;关英俊
  • 通讯作者:
    关英俊
太阳能电池阵模块化自重构机器人模型的设计和运动仿真
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    东南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋东升;付庄;丁越;朱俊青;马培荪;赵言正
  • 通讯作者:
    赵言正
美国州际高等教育财政投入的第三种选择及镜鉴
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    黑龙江高教研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓凤;朱俊青
  • 通讯作者:
    朱俊青
Two-level Feature Extraction Method for Multi-class Motor Imagery
多类运动想象的两级特征提取方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
    2016 Sixth International Conference on Information Science and Technology (ICIST)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱俊青;佘青山;马玉良;Meng Ming;Jun;Qing;Yu;Zhi;程龙 本文责任编委
  • 通讯作者:
    程龙 本文责任编委

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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