万博Ansys stellt Studierenden auf dem Weg zum Erfolg die Simulationssoftware kostenlos zur Verfügung。
万博Ansys stellt Studierenden auf dem Weg zum Erfolg die Simulationssoftware kostenlos zur Verfügung。
Für die Vereinigten Staaten and Kanada
+ 1 844.462.6797
万博ANSYS的博客
2021年12月25日
图1所示。螺旋星系NGC 2336图片来源:ESA/哈勃和NASA, V. Antoniou;致谢:来自哈勃图片库的朱迪·施密特
JWST需要先进的技术,不仅可以进入太空,还可以看到以前从未见过的东西。望远镜有有史以来最大最精密的光学仪器;它的设计是为了保持极低的温度——接近零下400华氏度或零下240摄氏度。
图2所示。哈勃望远镜(左)和美国宇航局JWST望远镜(右)的主镜对比
工程师们必须创造一个结构,可以:
简单,是吧?
如果这些微妙的操作失败了,这次任务就会是一个损失。与344个“单点故障”,JWST是历史上最危险的任务之一。
图3所示。NASA拍摄的JWST轨道距离地球约100万英里(150万公里)
由于JWST太大了,无法亲自测试所有东西,而且在地球上的测试与在太空中的测试不同,工程师们模拟了望远镜在其运行环境中的工作方式。诺斯罗普·格鲁曼公司是设计和建造JWST的主承包商,仿真在这一过程中发挥了关键作用。诺斯罗普·格鲁曼空间系统公司詹姆斯·韦伯太空望远镜副总裁斯科特·威洛比说:“你设计它,你建造它,你设计一个计算机模型来模仿它。”作为全球领先的工程模拟工具提供商,Ansys为能够支持这一使命而感到自manbet豪。万博
工程师使用系统工具包(STK)宇航员能力从AGI是一家An万博sys公司,来构建复杂的设计参考任务(drm)。这些解释了在它成功到达的振动点(L2)轨道上的复杂引力扰动,以估计保持站的需求。他们也会使用AGI的轨道测定工具包(ODTK)执行运行轨道测定。为了模拟来自太阳的光在JWST上部署的大型遮阳板上的压力,他们使用了定制太阳辐射压(SRP)插件指向ODTK,将专有模型插入到ODTK的高级估计算法中。
工程师使用万博Ansys机械识别模拟解决了精确的镜面指向已知结构的固有振动频率。机械帮助确定有一个连接的,分割的镜子的效果。这些片段对干扰的反应与单片镜子相同。
图5所示。仿真各段之间的详细连接
万博Ansys Zemax档案软件模拟了望远镜中众多单独的镀金镜段的复杂光学。JWST主镜的18个六角形部分作为一个单一的镜子,表面光滑超过100纳米。工程师们使用Zemax软件设计和测试校准过程的每一步,从最初的分段搜索到最终的精细相位。(参见“与太空望远镜开发者一起拍摄星空。”)
他们设计了一个独特的“粗相位”步骤,分析频谱以纠正活塞误差-段之间的一个段过于向前或向后。利用Zemax模型设计了多场步长,进行了最后的对准检查。通过建造望远镜的物理试验台——只有实际尺寸的七分之一——工程师使用Zemax在实际硬件中运行对齐之前,模拟每个对齐步骤。然后,飞行模型将试验台望远镜转换为发生在轨道上的真实对准情况。Zemax中的飞行模型生成了统计模型,可以预测对准过程中每个步骤中主反射镜最可能的状态,以支持分段执行器的设计,并预测其他机载仪器何时会收到有用的信息。
图6所示。JWST望远镜模型在Ansys Zemax光学工万博作室
图7所示。包含活塞误差的JWST主镜的模拟波前图,以及主镜对准后的波前图
由于JWST的尺寸,地面测试时的重力,以及JWST的被动冷却系统,在望远镜的发展过程中,各种模拟都被拉伸到了精度的极限。地面测试验证了可以直接测试的模拟部分,然后验证的模型预测了天文台的在轨行为。来自天文台的数据将对许多模型进行最后验证。万博Ansys软件用户正在设计未来的技术,Ansys祝愿JWST团队在了解宇宙的惊人任务中好运。
我们在这里回答你的问题,期待与你交谈。我们Ansys销售团队的一名成员万博将很快与您联系。