CN113532792A - 一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气动力学模型技术领域，公开了一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法，区别于传统气弹模型用骨架及外衣模拟刚度及气动外形的方法，根据不同杆件的受力特点进行刚度模拟；设计的气弹模型包括镜面板、平面檩条、支撑桁架、抗扭钢梁和立柱，镜面板的下方固定有平面檩条，平面檩条上间隔固定支撑桁架，抗扭钢梁贯穿固定支撑桁架，抗扭钢梁置于立柱的顶端。本发明的一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法，能够同时满足定日镜结构外形和结构质量的缩尺要求，从而有效模拟了定日镜结构的多阶频率，在模型的制作过程中也保证了整体的稳定性及低阻尼比，对定日镜进行风洞试验具有操作的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及空气动力学模型技术领域，特别是一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法。
背景技术
定日镜作为太阳能定日镜发电站的重要组成部分，需要将太阳光准确反射到集热器上，因此对其工作稳定性要求很高，不能产生较大幅度的振动，且在风荷载作用下不能发生破坏，但是由于定日镜群通常修建在地势开阔的场地上，会受到较为强劲的风荷载作用，更容易产生剧烈的振动，因此需进行风洞试验对其进行研究。
在风洞试验中，目前对气弹模型进行设计时，一般通过调整结构构件的刚度实现模型与实际建筑频率的吻合，通过施加“外衣”完成对模型气动外形的模拟，以及施加骨架完成对模型刚度的模拟，对于建筑及桥梁而言，此方法较为简洁，但是定日镜杆件较多，各杆件对结构刚度均有影响，且截面尺寸小，各部分均不适合添加“外衣”，普通的气弹模型设计难以完成对定日镜的模拟。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术中对气弹模型的设计方法，通过施加骨架和外衣完成对模型刚度及气动外形的模拟，存在不适用于定日镜气弹模型设计的问题，提供了一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法，不需要通过外衣完成模型的气动外形，根据不同杆件的受力特点进行刚度模拟，同时能够满足定日镜结构外形和结构质量的缩尺要求，从而有效模拟了定日镜结构的多阶频率，对定日镜进行风洞试验具有操作的实用性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，包括如下步骤：
步骤一：根据风洞截面尺寸及阻塞比要求确定气弹模型的几何缩尺比为1：n；得到所述气弹模型的质量缩尺比为1：n3，根据弗劳德数计算风速比，获取所述气弹模型的抗弯刚度缩尺比、抗扭刚度缩尺比和抗拉刚度缩尺比；
步骤二：所述气弹模型的平面檩条按照所述抗弯刚度缩尺比进行设计，所述气弹模型的支撑桁架按照所述抗拉刚度缩尺比进行设计，所述气弹模型的抗扭钢梁按照所述抗扭刚度缩尺比进行设计；
步骤三：计算所述平面檩条、所述支撑桁架、所述抗扭钢梁按照所述质量缩尺比得到的缩尺质量，再根据所述步骤二中所述平面檩条、所述支撑桁架、所述抗扭钢梁得到的设计质量，所述缩尺质量与所述设计质量的差值作为配重质量；
步骤四：所述气弹模型的镜面板按照所述质量缩尺比、所述几何缩尺比和所述配重质量制作；
步骤五：所述气弹模型的立柱按照刚度足够的条件制作，所述平面檩条、所述支撑桁架、所述抗扭钢梁、所述镜面板和所述立柱按照定日镜相应构件的连接关系组装成型。
在所述步骤二中，定日镜结构的平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁截面尺寸较小，若按照严格的几何缩尺，难以保证杆件的刚度，由于定日镜原型的气动外形主要体现在镜面板上，而定日镜原型的平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁的截面尺寸相对于镜面板的截面尺寸极小，对气动外形影响可以忽略，因此气弹模型的平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁不按照几何缩尺比进行设计，而是通过刚度缩尺比进行设计，便于进行加工制作；其中，根据定日镜原型的平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁的结构位置及其风载荷的受力分析，受到风载荷的影响，主要是平面檩条的抗弯刚度、支撑桁架的抗拉刚度和抗扭钢梁的抗扭刚度，因此，针对不同的构件进行了不同的刚度缩尺比的设计，保证了所述气弹模型结构的多阶频率与定日镜相似，在不明显影响风洞试验的数据条件下，便于现有的加工条件实现平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁的加工制作；
在所述步骤三中，通过所述步骤二设计的所述气弹模型的平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁，可以得到实际设计构件的设计质量，所述缩尺质量是指所述气弹模型的平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁按照质量缩尺比应该达到的质量，所述设计质量与所述缩尺质量会存在差值，将所述差值作为所述配重质量；在所述步骤四中，对所述气弹模型的镜面板设计制作时，将所述配重质量加在镜面板上，保证所述气弹模型的镜面板、平面檩条、支撑桁架和抗扭钢梁的整体质量符合质量缩尺比；
由于定日镜原型的立柱刚度很大，实际环境中不会受到风载荷的影响，故在所述步骤五中，所述气弹模型的立柱不参与模态振动，按照刚度足够的条件制作，即不会受到风洞试验中风载荷的影响而出现晃动即可，所述气弹模型的立柱相应可以不需要严格按照几何缩尺比、质量缩尺比和刚度缩尺比制作，优化了气弹模型的设计计算及立柱的制作。
本发明所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，取消的传统的气弹模型用外衣模拟气动外形的方法，不需要通过外衣完成模型的气动外形，根据不同杆件的受力特点进行刚度模拟，同时能够满足定日镜结构外形和结构质量的缩尺要求，从而有效模拟了定日镜结构的多阶频率，对定日镜进行风洞试验具有操作的实用性。
优选地，将所述平面檩条、所述支撑桁架和所述抗扭钢梁设计为铝合金结构件。所述铝合金结构件易于获得加工，且密度较小，能够满足刚度缩尺比的同时，增大所述平面檩条、所述支撑桁架和所述抗扭钢梁的截面面积，进而便于对所述平面檩条、所述支撑桁架和所述抗扭钢梁进行切割制作，降低了机械加工的精度要求，还便于进行组装成型。
优选地，将所述平面檩条和所述支撑桁架采用一体加工成型的方式进行制作。提高所述平面檩条和所述支撑桁架的结构整体性，减少所述气弹模型结构的连接点，所述平面檩条和所述支撑桁架不需要通过焊接组装，简化了模型制作，同时保证了所述气弹模型结构的整体性及低阻尼比。
优选地，将所述镜面板、所述平面檩条和所述支撑桁架通过螺栓连接固定。螺栓固定的操作简单，调节灵活，便于对所述气弹模型进行组装与拆卸操作，也便于在试验中改动结构或施加气动措施。
优选地，还设计有连接装置，所述连接装置包括托板和盖板，将所述托板固定于所述立柱的顶端，所述托板和所述盖板的均开设有通槽，所述托板和所述盖板的通槽能够组合形成容纳所述抗扭钢梁的通孔。所述通槽用于放置所述抗扭钢梁，所述立柱通过所述连接装置与所述抗扭钢梁连接，保证了立柱支撑效果，同时不会限制抗扭钢梁的转动。
优选地，还设计有底盘，将所述底盘固定于所述立柱的下方，所述底盘设有螺栓孔。所述底盘在风洞试验中不参与模态振动，设计的所述底盘便于对所述气弹模型进行固定，所述螺栓孔用于对所述底盘进行螺栓固定。
优选地，所述步骤一中，根据弗劳德数计算所述风速比：
Fr原型＝Fr气弹模型，得到u2 原型/(gL原型)＝u2 气弹模型/(gL气弹模型)，几何缩尺比为1：n，物体的特征长度L原型＝nL气弹模型，得到定日镜原型与气弹模型的风速比
根据风速比计算抗弯刚度缩尺比、抗扭刚度缩尺比和抗拉刚度缩尺比：
定日镜原型与气弹模型的抗弯刚度缩尺比λEI＝λu2×λL4＝1/n5；
定日镜原型与气弹模型的抗扭刚度缩尺比λGI＝λu2×λL4＝1/n5；
定日镜原型与气弹模型的抗拉刚度缩尺比λEA＝λu2×λL2＝1/n3；
式中，λu为定日镜原型与气弹模型的风速比值，λL为定日镜原型与气弹模型的的特征长度比值。
气弹模型的弗劳德数需要与定日镜原型保持相似，才能保证测试数据的有效性。
优选地，在所述步骤二中，设计所述平面檩条、所述支撑桁架和所述抗扭钢梁包括如下方法：
根据所述抗弯刚度缩尺比计算所述平面檩条的截面尺寸比值：
所述平面檩条的抗弯刚度EIX＝E×IX，式中，E为弹性模量，IX为平面檩条截面对X轴的惯性矩；
根据所述抗拉刚度缩尺比计算所述支撑桁架的截面积：
所述支撑桁架的抗拉刚度EA＝E×A，式中E为弹性模量，A为截面积；
根据所述抗扭刚度缩尺比计算所述抗扭钢梁的截面尺寸比值：
所述抗扭钢梁的抗扭刚度GIP＝G×IP，式中，G为剪切模量，IP为抗扭钢梁截面极惯性矩；
其中，剪切模量
式中，E为弹性模量，μ为泊松比。
定日镜原型的平面檩条可通过几何尺寸计算得到抗弯刚度，因此通过抗弯刚度缩尺比可以得到气弹模型的平面檩条对应的抗弯刚度，若气弹模型的平面檩条的截面为矩形，进一步计算得到截面宽b和截面高度h的比例关系，若气弹模型的平面檩条的截面为圆环形，进一步计算得到外径D和内径d的比例关系，最后根据选材确定具体尺寸，完成平面檩条的制作；同理，气弹模型的支撑桁架对应的截面积A根据抗拉刚度进行计算，气弹模型的抗扭钢梁对应的截面尺寸的比例关系根据抗扭刚度进行计算。
一种太阳能定日镜气弹模型，采用任一所述的太阳能定日镜气弹模型的设计方法进行设计，包括镜面板、平面檩条、支撑桁架、抗扭钢梁和立柱，所述镜面板的下方固定有所述平面檩条，所述平面檩条上间隔固定所述支撑桁架，所述抗扭钢梁贯穿固定所述支撑桁架，所述抗扭钢梁置于所述立柱的顶端。
所述气弹模型不需要通过外衣作为气动外形，能够模拟出定日镜结构的多阶频率，结构稳定，同时能够满足对定日镜的结构外形和结构质量的模拟，在风洞试验中具有良好的实用性。
优选地，所述立柱的底部固定有底盘，所述立柱的顶部固定有连接装置，所述底盘和所述连接装置均设有螺栓孔。所述底盘和所述连接装置均通过螺栓进行固定，所述底盘提高了气弹模型整体结构的稳定性，利于风洞试验中的固定，所述连接装置结构简单，保证了所述抗扭钢梁在所述立柱上能够自由转动。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，取消的传统的气弹模型用外衣模拟气动外形的方法，不需要通过外衣完成模型的气动外形，根据不同杆件的受力特点进行刚度模拟，同时能够满足定日镜结构外形和结构质量的缩尺要求，从而有效模拟了定日镜结构的多阶频率，对定日镜进行风洞试验具有操作的实用性；
2、通过对平面檩条和支撑桁架采用一体加工成型，使用整块铝板进行切割加工成型，减少了气弹模型的焊接点，保证了支撑桁架和平面檩条结构的整体性与低阻尼比，简化了气弹模型的制作；
3、通过对截面尺寸较小且壁厚较薄的杆件进行刚度缩尺的设计，取消了严格的尺寸缩尺，简化了模型的设计，同时保证了模型结构的多阶频率与定日镜相似；
4、本发明的一种太阳能定日镜气弹模型，不需要通过外衣作为模型的气动外形，能够模拟出定日镜结构的多阶频率，结构稳定，同时能够满足对定日镜的结构外形和结构质量的模拟，在风洞试验中具有良好的实用性。
附图说明
图1是实施例所述的一种太阳能定日镜气弹模型的爆炸示意图；
图2是实施例所述的一种太阳能定日镜气弹模型组装的结构示意图；
图3是连接装置的结构示意图；
图中标记：1-平面檩条，11-中檩条，12-边檩条，2-支持桁架，21-弦杆，22-腹杆，3-抗扭钢梁，4-镜面板，5-立柱，6-连接装置，61-托板，62-盖板，7-底盘。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1-图2所示，本发明的一种太阳能定日镜气弹模型，包括镜面板4、平面檩条1、支撑桁架2、抗扭钢梁3和立柱5，镜面板4的下方固定有平面檩条1，平面檩条1上间隔固定支撑桁架2，抗扭钢梁3贯穿固定支撑桁架2，抗扭钢梁3置于立柱5的顶端。
在本实施例中，立柱5顶端还固定焊接有连接装置6，连接装置6包括托板61和盖板62，托板61固定于立柱5的顶端，托板61和盖板62均开设有通槽，托板61和盖板62的通槽能够组合形成容纳抗扭钢梁3的通孔，立柱5的底端固定焊接有底盘7，底盘7沿周向设有四个间隔均匀的螺丝孔。
该气弹模型的设计方法包括如下步骤：
步骤一：根据风洞截面尺寸及阻塞比要求确定气弹模型的几何缩尺比为1：n；得到气弹模型的质量缩尺比为1：n3；根据弗劳德数计算风速比，获取气弹模型的抗弯刚度缩尺比、抗扭刚度缩尺比和抗拉刚度缩尺比；
步骤二：气弹模型的平面檩条1按照抗弯刚度缩尺比进行设计，气弹模型的支撑桁架2按照抗拉刚度缩尺比进行设计，气弹模型的抗扭钢梁3按照抗扭刚度缩尺比进行设计；
步骤三：计算平面檩条1、支撑桁架2、抗扭钢梁3按照质量缩尺比得到的缩尺质量，再根据步骤二中平面檩条1、支撑桁架2、抗扭钢梁3得到的设计质量，缩尺质量与设计质量的差值作为配重质量；
步骤四：气弹模型的镜面板4按照质量缩尺比、几何缩尺比和配重质量制作；
步骤五：气弹模型的立柱5按照刚度足够的条件制作，镜面板4、平面檩条1、支撑桁架2、抗扭钢梁3和立柱5按照定日镜相应构件的连接关系组装成型。
在本实施例中，首先根据试验现场的风洞截面尺寸及阻塞比要求确定了气弹模型几何缩尺比为1：15，从而得到结构质量缩尺比为1：153。
进一步的，需保证定日镜原型与气弹模型的弗洛德数一致，得到定日镜原型与气弹模型的风速比
同时确定了结构频率比为
根据风速比计算得到：定日镜原型与气弹模型的抗弯刚度缩尺比λEI＝λu2×λL4＝1/155；定日镜原型与气弹模型的抗扭刚度缩尺比λGI＝λu2×λL4＝1/155；定日镜原型与气弹模型的抗拉刚度缩尺比λEA＝λu2×λL2＝1/153。
进一步的，气弹模型的平面檩条1、支撑桁架2和抗扭钢梁3均选用铝合金进行生产制作，定日镜原型的平面檩条1、支撑桁架2和抗扭钢梁3的各项数据如表1所示，
表1定日镜原型的结构尺寸及刚度
表注：空心矩形截面为宽度×高度×壁厚，圆管截面为外径×壁厚。
按照抗弯刚度缩尺比计算平面檩条1的截面尺寸比值：
由表1可知，平面檩条1包括中檩条11和边檩条12，中檩条11对应镜面板4的长边，边檩条12对应镜面板4的宽边，定日镜原型的中檩条11的抗弯刚度为4.91E+05N/m2，定日镜原型的边檩条12的抗弯刚度为3.08E+05N/m2，根据抗弯刚度缩尺比，可知气弹模型的中檩条11的抗弯刚度理论值为6.47E-01N/m2，中檩条的截面为矩形，则根据IX＝(bh3)/12，式中，b为截面宽，h为截面高度；可以求得中檩条11的截面宽和截面高度的比值关系，再根据铝合金的材质、中檩条11的结构与实际加工的条件，将中檩条11设计为实心结构，且确定截面宽为4mm，高为3mm，使设计的中檩条11实际的抗弯刚度能够接近理论值6.47E-01N/m2，同理，边檩条12的抗弯刚度理论值计算为4.06E-01N/m2，最终确定边檩条12为实心结构，且截面宽为3mm，高为3mm；
定日镜的支撑桁架2包括弦杆21和腹杆22，腹杆22设于弦杆21之间，靠近平面檩条1的弦杆21与边檩条12固定连接，定日镜原型的弦杆21的抗拉刚度为3.91E+08N，定日镜原型的腹杆22的抗拉刚度为9.56E+07N，根据抗拉刚度缩尺比，可知气弹模型的弦杆21的抗拉刚度理论值为1.16E+05N，气弹模型的腹杆22的抗拉刚度理论值为2.83E+04N，可以求得弦杆21和腹杆22的截面积，再根据铝合金的材质、弦杆21和腹杆22的结构与实际加工的条件，将弦杆21和腹杆22均设计为实心结构，且设定弦杆21的截面宽为1.5mm，高为1.5mm，则弦杆21的抗拉刚度的设计值为1.55E+05N，限于加工条件，弦杆21设计的抗拉刚度相对接近所需的理论值了，此时，由于气弹模型的支撑桁架2需要一体化切割成型，保证结构的整体性与低阻尼比，故设计腹杆22的宽度与弦杆21相同，则腹杆22的截面宽为1.5mm，结合一体化切割与加工条件的情况，确定截面高为1mm，得到的腹杆22的抗拉刚度与理论值有一定的差异，但腹杆22的风载荷受力相对于定日镜整体结构极小，因此设计的腹杆22抗拉刚度一定的差异对整体结构频率的影响可以忽略；
定日镜原型的抗扭钢梁3的抗扭刚度为为1.60E+08N/m2，根据抗扭刚度缩尺比，可知气弹模型的抗扭钢梁3的抗扭刚度理论值为2.11E+02N/m2，可以求得抗扭钢梁3的外径和内径的比值关系，再根据铝合金的材质、抗扭钢梁3的结构与实际加工的条件，设计的抗扭钢梁3仍为圆管结构，且确定外径为20mm，壁厚为1.6mm，设计的抗扭钢梁3实际的抗扭刚度为2.09E+02N/m2；
气弹模型设计的平面檩条1、支撑桁架2和抗扭钢梁3的各项数据如表2所示，
表2气弹模型的结构尺寸及刚度
| 构件名称 | 截面(mm) | 设计刚度 | 缩尺1:15的理论刚度 | 刚度比 |
| 中檩条11 | 矩4×3 | 6.20E-01N/m2 | 6.47E-01N/m2 | 95.9％ |
| 边檩条12 | 矩3×3 | 4.65E-01N/m2 | 4.06E-01N/m2 | 114.5％ |
| 弦杆21 | 矩1.5×1.5 | 1.55E+05N | 1.16E+05N | 133.7％ |
| 腹杆22 | 矩1.5×1 | 1.03E+05N | 2.83E+04N | 364.9％ |
| 抗扭钢梁3 | 管20×1.6 | 2.09E+02N/m2 | 2.11E+02N/m2 | 98.9％ |
表注：1、实心矩形截面为宽度×高度，圆管截面为外径×壁厚。
进一步的，根据质量缩尺比计算气弹模型的平面檩条1、支撑桁架2和抗扭钢梁3的缩尺质量，再对实际设计的平面檩条1、支撑桁架2和抗扭钢梁3进行称重获得实际的设计质量，缩尺质量与设计质量的差值作为配重质量。
进一步的，气弹模型的镜面板4先按照几何缩尺比确定制作外形尺寸，确定单个镜面板4的长为120mm，宽为90mm，相邻镜面板4的间距为3mm，再根据质量缩尺比得到镜面板4的理论质量，理论质量加上配重质量后作为镜面板4的设计质量，根据确定的外形尺寸和设计质量完成镜面板4的加工制作。
进一步的，定日镜原型的立柱5，结构本身的刚度足够，风载荷的影响可以忽略，故气弹模型的立柱5不参与模态振动，制作时可以根据几何缩尺比确定大致的外形尺寸，不需要严格的控制加工精度，根据立柱5需要支撑的质量，保证结构的刚度足够即可；
立柱5的顶部通过连接装置6与抗扭钢梁3连接，如图3所示，连接装置6分为托板61和盖板62，托板61的底部与立柱5焊接固定，托板61顶部与盖板62通过螺栓固定连接，托板61和盖板62水平开设有通槽，且托板61与盖板62固定连接后，两个通槽能够成组合形成贯通的通孔，通孔的直径与抗扭钢梁3的直径适配，组装时将抗扭钢梁3放置于托板61的通槽中，再用盖板62将抗扭钢梁3约束于通孔中，使抗扭钢梁3能够在通孔中自由转动；立柱5的固定焊接有一个圆形的底盘7，底盘7上沿周向设有间隔均匀的四个螺丝孔。
按照定日镜原型的构件连接关系完成气弹模型的组装，镜面板4、平面檩条1和支撑桁架2均通过螺栓固定连接，抗扭钢梁3通过抱箍环与支撑桁架2固定连接，气弹模型组装好后，将底盘7放置于风洞试验的场地上，并通过螺栓进行固定，保证了气弹模型在风洞试验中整体结构的稳定性。
对气弹模型进行频率测试，获得气弹模型实际的一阶频率为14.7，定日镜原型的一阶频率经过有限元计算为3.88，按照结构频率比
可知，气弹模型的一阶频率的理论值为15.03，气弹模型的实际频率与理论频率几乎相近，说明了本发明设计气弹模型很好的完成了对定日镜结构频率的模拟，本发明设计的气弹模型能够满足对定日镜的结构外形、结构质量和结构频率的模拟，在风洞试验中具有良好的实用性。
在本实施例中，对气弹模型的镜面板4进行配重时，常规的做法是通过在镜面板4的结构内部填充重物，若气弹模型较小，难以进行填充操作时，也可以通过增加镜面板4的厚度来进行配重，镜面板4厚度的细微变化对镜面板4承受风载荷的影响可以忽略不计，降低了配重难度的同时，不会明显影响试验结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：根据风洞截面尺寸及阻塞比要求确定气弹模型的几何缩尺比为1：n；得到所述气弹模型的质量缩尺比为1：n3，根据弗劳德数计算风速比，获取所述气弹模型的抗弯刚度缩尺比、抗扭刚度缩尺比和抗拉刚度缩尺比；
步骤二：所述气弹模型的平面檩条(1)按照所述抗弯刚度缩尺比进行设计，所述气弹模型的支撑桁架(2)按照所述抗拉刚度缩尺比进行设计，所述气弹模型的抗扭钢梁(3)按照所述抗扭刚度缩尺比进行设计；
步骤三：计算所述平面檩条(1)、所述支撑桁架(2)、所述抗扭钢梁(3)按照所述质量缩尺比得到的缩尺质量，再根据所述步骤二中所述平面檩条(1)、所述支撑桁架(2)、所述抗扭钢梁(3)得到的设计质量，所述缩尺质量与所述设计质量的差值作为配重质量；
步骤四：所述气弹模型的镜面板(4)按照所述质量缩尺比、所述几何缩尺比和所述配重质量制作；
步骤五：所述气弹模型的立柱(5)按照刚度足够的条件制作，所述平面檩条(1)、所述支撑桁架(2)、所述抗扭钢梁(3)、所述镜面板(4)和所述立柱(5)按照定日镜相应构件的连接关系组装成型。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，将所述平面檩条(1)、所述支撑桁架(2)和所述抗扭钢梁(3)设计为铝合金结构件。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，将所述平面檩条(1)和所述支撑桁架(2)采用一体加工成型的方式进行制作。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，将所述镜面板(4)、所述平面檩条(1)和所述支撑桁架(2)通过螺栓连接固定。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，还设计有连接装置(6)，所述连接装置(6)包括托板(61)和盖板(62)，将所述托板(61)固定于所述立柱(5)的顶端，所述托板(61)和所述盖板(62)的均开设有通槽，所述托板(61)和所述盖板(62)的通槽能够组合形成容纳所述抗扭钢梁(3)的通孔。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，还设计有底盘(7)，将所述底盘固定于所述立柱(5)的下方，所述底盘(7)设有螺栓孔。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，根据弗劳德数计算所述风速比：
Fr原型＝Fr气弹模型，得到u2 原型/(gL原型)＝u2 气弹模型/(gL气弹模型)，几何缩尺比为1：n，物体的特征长度L原型＝nL气弹模型，得到定日镜原型与气弹模型的风速比u原型：
根据风速比计算抗弯刚度缩尺比、抗扭刚度缩尺比和抗拉刚度缩尺比：
定日镜原型与气弹模型的抗弯刚度缩尺比λEI＝λu2×λL4＝1/n5；
定日镜原型与气弹模型的抗扭刚度缩尺比λGI＝λu2×λL4＝1/n5；
定日镜原型与气弹模型的抗拉刚度缩尺比λEA＝λu2×λL2＝1/n3；
式中，λu为定日镜原型与气弹模型的风速比值，λL为定日镜原型与气弹模型的的特征长度比值。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能定日镜气弹模型的设计方法，其特征在于，在所述步骤二中，设计所述平面檩条(1)、所述支撑桁架(2)和所述抗扭钢梁(3)包括如下方法：
根据所述抗弯刚度缩尺比计算所述平面檩条(1)的截面尺寸比值：
所述平面檩条(1)的抗弯刚度EIX＝E×IX，式中，E为弹性模量，IX为平面檩条(1)截面对X轴的惯性矩；
根据所述抗拉刚度缩尺比计算所述支撑桁架(2)的截面积：
所述支撑桁架(2)的抗拉刚度EA＝E×A，式中E为弹性模量，A为截面积；
根据所述抗扭刚度缩尺比计算所述抗扭钢梁(3)的截面尺寸比值：
所述抗扭钢梁(3)的抗扭刚度GIP＝G×IP，式中，G为剪切模量，IP为抗扭钢梁(3)截面极惯性矩；
其中，剪切模量
式中，E为弹性模量，μ为泊松比。
9.一种太阳能定日镜气弹模型，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的太阳能定日镜气弹模型的设计方法进行设计，包括镜面板(4)、平面檩条(1)、支撑桁架(2)、抗扭钢梁(3)和立柱(5)，所述镜面板(4)的下方固定有所述平面檩条(1)，所述平面檩条(1)上间隔固定所述支撑桁架(2)，所述抗扭钢梁(3)贯穿固定所述支撑桁架(2)，所述抗扭钢梁(3)置于所述立柱(5)的顶端。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能定日镜气弹模型，其特征在于，所述立柱(5)的底部固定有底盘(7)，所述立柱(5)的顶部固定有连接装置(6)，所述底盘(7)和所述连接装置(6)均设有螺栓孔。
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