在太阳能一次聚集器焦平面上布置反射式二次聚集器,形成太阳能两级聚集器系统,是提高太阳能高温热转换效率,优化吸热腔内传热性能的重要方法。另一方面,常见的反射式二次聚集器三维CPC(Compound Parabolic Concentrator,三维复合抛物面聚集器),曲面复杂,难于达到曲面镜反射技术精度。在相对粗糙的三维CPC壳体上粘贴梯形平面小镜,以平代曲,构成阵列式三维CPC,是近似实现三维CPC的反射聚光效果的有效途径。为此,本文采用数值模拟和实验测量相结合的方法,对多棱台和单个三维CPC(Compound Parabolic Concentrator,三维复合抛物面聚集器)、三维CPC簇等反射式二次聚集器的单级、两级太阳光聚集传输特性进行研究分析。首先,通过交叉使用Pro E和Trace Pro软件,结合3D打印技术,设计定制了接收半角分别为45和50度,圆周方向划分块数?高度方向划分块数分别为6?4、6?5、6?6和6?1(六棱台)8种开口直径150mm阵列式三维CPC模型。基于CCD相机结合朗伯板,结合图像处理技术,实验测量了单级阵列式三维CPC模型的焦平面热流密度分布,通过模拟与实验数据对比,验证了阵列式三维CPC的聚光可行性以及模拟方法的可靠性。其次,采用Proe、Trace Pro、Tecplot、Fortran以及自编程软件,考虑光学误差等因素,模拟分析了阵列式三维CPC与抛物面两级聚集器的太阳能聚集传输特性,获得圆筒聚集器底部及侧壁面的聚集能流密度分布规律。在此基础上,建立了由多个六边形阵列式三维CPC组成的三维CPC簇太阳能两级聚集器光路传输模型,模拟分析了该两级聚集器的太阳能光路传输特性及其影响因素,并与实验结果进行了验证对比。通过研究,明确了单个阵列式CPC、三维CPC簇的单级、两级太阳光聚集传输规律,为反射式二次聚集器技术发展提供技术支持。