基于ANSYS的铷灯寿命预估与选型数值模拟分析

来源：计量学报杂志2022年第7期北京时间：

作者：姚力,汪舟,王晓丽,葛久志,谭理成,朱希,陶海征

单位：1. 武汉理工大学 汽车工程学院,湖北 武汉 430070; 2. 武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430070;

摘要：铷灯内金属铷的消耗是决定铷原子钟工作寿命的主要因素。为了预估铷灯的工作寿命,基于瞬态热传导方程和非稳态质量扩散方程在数学形式具有相似性这一特点,通过有限元软件ANSYS建立能够预测Schott 8436玻璃铷光谱灯工作寿命的铷扩散模型,并通过对比有限元模型预测结果与中国科学院武汉物理与数学研究所7年铷量测试数据,验证了模型的准确性。通过验证后的有限元模型,探讨了相同扩散面积下,Schott 8436玻璃铷灯泡体积、外轮廓线曲率对铷量消耗的影响,相关结果为玻璃铷灯泡的选型提供了理论支持。

关键词：计量学; 铷光谱灯; 铷量消耗; 寿命预估; ANSYS

基金资助：国家自然科学基金(51772223)