Исследование

Разработка технологии комплексного моделирования осветительных приборов реализующих технологию освещения "Плоский луч"


Тип исследования
Фундаментальное
Грантодающая организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский фонд фундаментальных исследований» (РФФИ)
Номер проекта (по данным грантодающей организации)
№ 18-48-130009\18
Срок реализации
2018 - 2020
Финансирование по годам
2018 700 000,00 ₽
Всего 700 000,00 ₽

Исполнители:


Технология освещения "Плоский луч" позволяет более эффективно использовать световую энергию, генерируемую источником света осветительного прибора и исключает "световое загрязнение" окружающей среды, не ослепляет водителей транспортных средств при освещении дорожного полотна, более эффективно осуществляет архитектурную подсветку и т.п. В связи с этим, формирование плоского луча за счет оптической системы осветительного прибора, является актуальной задачей. 
Создание технологии комплексного моделирования таких осветительных приборов позволит повысит их эффективность и расширить их номенклатурный ряд, что, в конечном счете, приведет к экономии затрат на электрическое освещение. Кроме того, в отечественной практике такие осветительные приборы практически не производятся, что связано со сложностью расчета оптической системы.
Новизна решения поставленной проблемы заключается в том, что при моделировании светораспределения осветительного прибора учитываются характеристики источника (источников) света и требуемого распределения освещенности объекта, освещаемого моделируемым осветительным прибором. Таким образом, при решении заявленной проблемы решается ряд, как прямых, так и обратных задач: определение изменения кривой силы света (КСС) источника света при использовании оптических перераспределяющих элементов; определение требуемой КСС осветительного прибора, обеспечивающей заданное распределение освещенности объекта; синтез КСС источников света с оптическими перераспределяющими элементами для получения требуемой КСС осветительного прибора.
Прикладная значимость данной работы заключается в разработке технологии комплексного моделирования осветительных приборов, которая будет реализована в ряде компьютерных программ, которые в комплексе позволят получить характеристики оптической системы осветительного прибора, обеспечивающего заданное распределение освещенности на рабочей поверхности.

Powered by Froala Editor


Итоговый отчет (аннотация)

Для выполнения проекта было проведено исследование влияния размеров излучающей части светодиодов на его кривую силы света (КСС) при использовании различных оптических перераспределяющих элементов. Исследования показали, что в осветительных приборах на основе светодиодов технология освещения «Плоский луч» может быть реализована с помощью плоских зеркал.Для разработки технологии комплексного моделирования осветительных приборов разработаны и проанализированы алгоритмы расчёта суммарного светораспределения системы разноориентированных излучателей. Первый способ связан с тригонометрической интерполяцией фотометрических данных, а второй – с их кусочно-линейной интерполяцией. При проведении численного эксперимента с использованием реальных фотометрических данных тригонометрическая интерполяция оказалась более точной. Определено, что фотометрические тела, найденные путём тригонометрической интерполяции, могут иметь самостоятельную ценность. Будучи однажды полученными, они могут в дальнейшем использоваться неоднократно в различных расчётах, например, для преобразования систем фотометрирования.На базе предложенных методов и алгоритмов было разработано программное обеспечение для расчёта суммарного фотометрического тела системы разноориентированных источников света, которое написано в свободно распространяемой системе для математических вычислений GNU Octave. Кроме этого в рамках проведения исследований была разработана программа преобразования систем фотометрирования. Это связано с тем, что при проектировании светильника по технологии «плоской луч» может возникнуть ситуация, когда исходные фотометрические тела описаны в разных системах фотометрирования, а для их сложения нужно чтобы они описывались в одной системе фотометрирования.

Отчет по состоянию на 1 июля 2019 г.

Коллективом исполнителей на данном этапе:

1. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния размеров излучающей части светодиодов на его кривую силы света (КСС) при использовании различных оптических перераспределяющих элементов

2. Разработана программа- конвертер для определения требуемой КСС осветительного прибора, расположенного в  заданной точке пространства и обеспечивающего требуемое распределение освещенности на рабочей поверхности. 

Отчет по состоянию на 1 апреля 2019 г.

За отчетный период была проделана следующая работа:

- проводились исследования изменения оптического излучения светодиодов в пространстве при использовании в качестве вторичной оптики зеркальную поверхность. Причем, испытуемые светодиоды имели различные кривые силы света (КСС). Результаты исследований были доложены на конференции Молодые светотехники России (г. Москва, 8 ноября 2018 г.). Результаты исследований опубликованы в сборнике докладов научно-технической конференции «Международная выставка декоративного и технического освещения, электротехники и автоматизации зданий». В апреле 2019 г по результатамисследований била опубликованы статья «Effect of a Flat Mirror Surface on the form of Photometric Body of Leds» в журнале Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems (США). Исследования продолжаются.

- разработана программа, позволяющая моделировать изменение КСС единичного светодиода при использовании различных оптических перераспределяющих элементов. По методу расчёта светораспределения светодиодного источника света подготовлена статья «Расчёт фотометрического тела системы  разноориентированных излучателей», которая направлена для публикации в журнал International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies , входящий в базу данных Web of Science.

- участники проекта посетили выставку Interlight Moscow powered by Light+ Building (г. Москва, 8 ноября 2018 г.)