定日镜和槽式聚光器均是太阳能热发电系统的聚光装置,风荷载作为一种随机荷载,是影响聚光装置聚光效率和安全性能的主要因素,开展定日镜和槽式聚光器的抗风研究具有重要意义。将挡风墙应用到定日镜结构的抗风设计中,确定挡风墙的最优参数能很好的改善定日镜的风致效应。槽式聚光器结构用钢量大、造价高,对其进行用钢量的优化能很好的降低成本。研究槽式聚光器在风荷载下的镜面变形,给出镜面变形的解析解,有利于系统的分析聚光器的聚光效率。基于此,本文开展了如下研究工作:首先,对定日镜结构进行静力分析。根据风洞测压试验数据,计算定日镜等效静力风荷载;利用Midas建立定日镜的有限元模型,对定日镜结构进行自重和风荷载作用下的静力分析,得到定日镜在不同仰角下的变形和组合应力。结果表明:该定日镜结构能够安全工作,且正常使用状态下的变形计算结果可用于定日镜聚光效率的研究。其次,研究挡风墙对定日镜镜面典型测点极值风压系数的影响。有挡风墙存在时,分析了定日镜镜面典型测点极值风压系数在最不利风向角下对应的干扰因子,进而确定挡风墙的最优高度、最优孔隙率和与定日镜之间的最优距离。挡风墙高度为0.8H、孔隙率为40%、挡风墙与定日镜之间的距离为6h时,挡风墙对定日镜镜面典型测点极值风压系数的遮挡效果最好。然后,研究挡风墙对定日镜结构风力系数的影响。以挡风墙的孔隙率和与定日镜之间的距离为设计参数,以挡风墙对风力系数的遮挡效率为目标函数,采用均匀设计法安排试验,建立平均阻力系数、平均升力系数和平均力矩系数与参数之间的回归模型,进而对挡风墙参数进行优化。结果表明:均匀设计方法可以用于挡风墙的优化,整个优化过程简单且结果可靠。再次,为减少槽式聚光器结构的用钢量,选取聚光器拉翅、主三角桁架的截面尺寸及拉索初拉力为优化参数,以镜面变形与构件应力为约束条件,采用均匀设计法对聚光器结构在最不利工况下进行优化设计。研究表明,均匀设计方法可用于聚光器结构的优化,在满足结构变形条件下聚光器的用钢量可减少10.3%。最后,计算槽式聚光器镜面板风荷载作用下的变形。基于板壳力学中的李维解法计算槽式聚光器镜面变形的解析解,并与有限元计算结果进行对比,结果表明李维解法的精度可以满足工程需要;根据解析解分析发现,聚光器镜面板的变形会导致反射光线偏离焦点。