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《基于消隱算法的空間結(jié)構(gòu)有效輻射面判斷方法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第20卷第2期航天器工程V01．20No．21111篁!旦量呈壘篁蘭篁堅(jiān)壘!三星墼魚!型蘭蘭壘!些魚!!基于消隱算法的空間結(jié)構(gòu)有效輻射面判斷方法研究何治趙殷偉(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京100094)摘要空間環(huán)境中若投入能量是均勻的，則到達(dá)空間結(jié)構(gòu)表面的外熱流只與空間結(jié)構(gòu)在投入能量方向上的有效投影面積有關(guān)。據(jù)此，對空間結(jié)構(gòu)外熱流的求解問題將轉(zhuǎn)化為空閽結(jié)構(gòu)有效投影面積的求解問題。文章參考圖形學(xué)的相關(guān)算法，提出了一種快速的、具備較高精度的重疊投影區(qū)域判斷方法，用于輔助空間結(jié)構(gòu)有效投影面積計(jì)算。以大型復(fù)雜衛(wèi)星為例，采用該算法對有效投影面進(jìn)行判斷，并根據(jù)有效投影面統(tǒng)計(jì)衛(wèi)星的外熱流情況，仿真結(jié)果表
2、明，基于該算法構(gòu)建的空間結(jié)構(gòu)外熱流計(jì)算方法，計(jì)算過程簡單、能夠反映空間結(jié)構(gòu)軌道運(yùn)動規(guī)律，與其它軟件的計(jì)算結(jié)果差異較小。關(guān)鍵詞衛(wèi)星；太陽直接輻射；外熱流；消隱算法；有效輻射面中圖分類號：TK32：V524．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1673-8748(2011)02-0041—05StudyofJudgmentMethodforEffectiveRadiationSurfaceofSpaceStructureBasedOilBlankingAlgorithmHEZhiZHAOQiwei(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing1
3、00094，China)Abstract：Iftheenergyarrivesatsurfaceofspacestructureiswell—proportionedinspace，theheatfluxofspacestructurewouldbeequaltoeffectiveradiationareaofspacestructure．Basedonthistheory。theproblemhowtocalculateheatfluxcanbetransformedintothattOfindeffectiveradia-tionareaofspacestructure．Thispape
4、rdevelopsaquickandhigh—fidelityblankingalgorithmbasedonalgorithmsofComputerGraphics，tohelpincalculatingeffectiveradiationareaofspacestructure．Thepresentedalgorithmisusedtodeterminetheeffectiveprojectionofhugemulti-bodysatellite，asanexample，andthengetstheheatfluxofsatellite．Theresultsobtainedwella。g
5、reewiththosebythethermalanalysissoftware，andthemovementofsatelliteinorbitcanbeshowed．Keywords：satellite；directradiationofsunlight；heatflux；blankingalgorithm；effectiveradia。tionsurface．引言在進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)熱分析或仿真過程中，需要求解其表面的外熱流。積分法‘13和蒙特卡洛‘2。33法等是被廣泛采用的外熱流數(shù)值求解方法。但隨著空間結(jié)構(gòu)模型的復(fù)雜化，這些方法的計(jì)算量也隨之增加，帶來的主要問題是仿真的速度越來越慢。因此，
6、傳統(tǒng)的外熱流計(jì)算方法不適用于要求高精度、實(shí)時(shí)仿真的情況。若投入能量是均勻的，則到達(dá)空間結(jié)構(gòu)表面的能量只與空間結(jié)構(gòu)表面在投入能量方向上的有效投影面積有關(guān)?；谶@樣的思想，針對太陽直接輻射的情況，已有研究者設(shè)計(jì)了求解外熱流的投影方收稿日期：2010—08—16：修回日期：2011-02—23作者簡介：何治(1977一)，男，博士，主要研究方向?yàn)楹教炱鳠嵩O(shè)計(jì)。42航天器工程法[4-5]。但這些方法主要是針對特定情況設(shè)計(jì)，不適于直接應(yīng)用到其它系統(tǒng)或模型中，其中的關(guān)鍵是解決模型的投影以及投影區(qū)域的判斷過程的問題。為此，本文參考計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)算法，設(shè)計(jì)了空間結(jié)構(gòu)外熱流的消隱算法，用于確定太陽直接輻射
7、條件下空間結(jié)構(gòu)接收投入輻射的有效輻射面積。2算法原理本文介紹的消隱算法源自計(jì)算機(jī)圖形學(xué)上的可見面算法[6]?？梢娒嫠惴ㄊ怯?jì)算機(jī)圖形學(xué)上進(jìn)行三維圖形處理的一種關(guān)鍵方法，可以用于判斷三維模型的表面是否可見。與此相對應(yīng)，在外熱流計(jì)算中，能夠接收太陽輻射的表面就相當(dāng)于圖形學(xué)上的可見面，而被遮擋的表面就相當(dāng)于不可見面。兩者在本質(zhì)上具有一定的相似性。基于消隱算法的空間結(jié)構(gòu)有效輻射面判斷方法的基本原理是：選擇一個(gè)垂直于陽光
