本研究聚焦于流体成形的控制研究与其在光学透镜制造中的应用，通过理论建模、数值模拟、实验验证，系统地探索了流体界面成形机制及其在光学透镜制造中的应用。传统的光学透镜制造工艺存在诸多局限，如依赖昂贵设备、生产周期长、成本高，且难以满足大口径透镜的生产需求。而流体成形技术利用流体界面的天然光滑表面，能够有效减少表面加工需求，为大口径镜片的快速制作提供可能。微重力条件下的流体成形技术为空间光学透镜的生产提供了新的视角，也为其他流体材料如水在太空环境下的应用提供了新的思路。

理论分析从光学透镜的光学特性与流体界面的关联出发，尝试建立了流体界面面形与光学参数（如焦距、像差）的映射关系；基于能量最小化模型，对流体成形的界面面形进行理论求解。数值仿真通过动网格与VOF方法对微重力下的流体成形进行验证。在流体成形实验中，通过加入与高分子液体密度匹配的液体实现高分子材料浮力与重力平衡，模拟微重力状态；在光学高分子液体上下形成密封腔，通过对上下密封腔施加不同的附加压强，调整上下密度匹配液对光学高分子液体的压力，实现对固化过程中，高分子材料密度变化的平衡；同时附加压强的调整还可以用来进行曲率控制。探索水的流体成形技术应用，基于太空热环境分析利用流体成形技术制冰的可能性。关键结论如下：

（1）提出了面形-光学特性关联模型，建立了流体界面面形与光学参数的定量关系；通过能量最小化模型，得到了对称球面与非对称贝塞尔形的解析解，明确了压强差对面形的控制机制。

（2）揭示了微重力条件下液体体积界面曲率间的定量关系，并在仿真中通过体积的调整实现了曲率的控制；

（3）验证了基于压力调控的流体成形技术的可行性，通过控制压力差，实现了对流体面形的精确控制，并制造了高质量的光学透镜；通过光学高分子材料的传热固化仿真与实验结果对比，进一步验证了压强差控制面形理论模型的准确性。

（4）分析了在轨制冰的热环境要求，理论与仿真上证明了通过隔热处理实现在轨制冰的可行性，为流体成形技术在微重力下的应用提出了新的可能性。

本研究不仅在理论上提出了耦合流体力学与几何光学的面形-光学特性关联模型，而且通过仿真与实验验证了流体成形技术在光学透镜制造中的应用前景。研究结果为空间光学元件的在轨制造与调控提供了重要的理论和技术支持，为未来的空间应用开辟了新的途径。