基于 COMSOL 的天琴检验质量释放阶段静电扰动有限元分析
Published in 2026
高精度检验质量自由悬浮是天琴空间引力波探测的关键环节。锁紧释放机构解除机械约束后,柱塞、释放顶针与带电检验质量之间仍保持微小间隙,结构不对称可能形成非均匀电场并引入附加静电力和力矩。针对复杂局部几何 难以采用解析模型准确描述的问题,本文利用 COMSOL Multiphysics 建立三维有限元模型,通过静电场求解与 Maxwell 应力张量计算三向力和三向力矩,并围绕柱塞摆动、回退不同步、电势差以及检验质量平移和转动等典型非理想状态开展参数分析。结果表明,几何不对称使静电扰动主要集中于释放轴方向;随柱塞回退,静电作用快速衰减;小幅摆动和姿态转动的影响相对有限,而检验质量横向偏移及电势差变化对轴向力更敏感。所建立的模型可用于释放阶段非理想工况评估,并为锁紧释放机构优化、状态约束和后续非接触预调姿研究提供计算基础。
