航天器輻射傳遞系數(shù)算法研究.pdf

1、航天器熱分析與計(jì)算是航天器熱控設(shè)計(jì)過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，目前，國內(nèi)熱分析與計(jì)算工作嚴(yán)重依賴于國外的商業(yè)軟件，限制了熱分析與計(jì)算水平的提高。基于此，本文對航天器熱分析與計(jì)算軟件的子求解器——輻射傳遞系數(shù)求解器的自主化進(jìn)行初步探索，完成了如下工作：
　　首先，通過系統(tǒng)分析國內(nèi)外輻射傳遞系數(shù)算法的研究現(xiàn)狀，決定采用基于角系數(shù)的輻射傳遞系數(shù)改進(jìn)算法?；贛C法確定了角系數(shù)的算法流程，并按發(fā)射概率模型研究和相交情況的幾何判定研究這兩個(gè)核心算

2、法展開。給出坐標(biāo)系的定義及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系后，基于輻射力導(dǎo)出平面能束發(fā)射位置概率模型，使用網(wǎng)格劃分的方式將三維問題轉(zhuǎn)換為二維問題來處理。用不需坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的切球法替代了傳統(tǒng)的能束發(fā)射方向確定算法，減小了計(jì)算量。求得能束方程后，先給出能束相交判定的一般方法，對二維情況再給出易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的奇偶原理。利用能束的遮擋判斷代替了面的遮擋判斷，有效的解決了表面間輻射遮擋的判斷難題。
　　其次，通過對能量傳遞過程的分解導(dǎo)出基于角系數(shù)的輻射傳遞

3、系數(shù)改進(jìn)算法，避免了能束吸收的判定和反射能束的求解，提高了計(jì)算效率。
　　再次，在實(shí)現(xiàn)過程中，采用三角形和圓盤為航天器形狀劃分的標(biāo)準(zhǔn)。將輻射傳遞系數(shù)求解器分為角系數(shù)計(jì)算模塊和輻射傳遞系數(shù)計(jì)算模塊分別實(shí)現(xiàn)。角系數(shù)計(jì)算模塊又分解成三角形、圓盤發(fā)射概率模塊和能束相交判定模塊，對這些模塊用到的計(jì)算機(jī)幾何圖形學(xué)算法進(jìn)行研究并給出詳細(xì)的解決方案。對于三角形和圓盤發(fā)射概率模塊，本文對矩形應(yīng)用篩選法進(jìn)行預(yù)處理，有效解決了直接由三角形和圓盤確定隨機(jī)