[发明专利]空间环境模拟装置中的目标热辐射分析方法

摘要

本发明涉及一种空间环境模拟装置中的目标热辐射分析方法，采用仿真方法首先建立一空间三维模拟场景，场景中包括热影响模型以及测试目标；然后根据确定的热影响模型，建立所述测试目标的热方程；然后输入工况参数，对所述热方程进行求解；最后根据求解的热方程，生成整体场景的温度场以及红外辐射场。本发明采用大型球形容器、热沉、太阳模拟器、背景辐射模拟器、测试轨道及测试设备、转台、观测窗口模拟场景，耦合三维非稳态情形进行辐射换热分析，可以实现波段3μm～50μm的辐射场的精确模拟。

主权项

1.一种空间环境模拟装置中的目标热辐射分析方法，其特征在于，采用仿真的方法，首先建立空间各对象三维几何模型；然后从中确定热影响模型；然后根据确定的热影响模型，建立测试目标的热方程；然后设置工况参数，对所述热方程进行求解；最后根据求解的热方程，生成各观测方向红外辐射场；所述三维几何模型，包括大型球形容器，在所述球形容器内壁面设置有热沉，所述球形容器顶部设置有太阳模拟器，所述球形容器内底部设置有背景辐射模拟器，所述背景辐射模拟器上方设置测试转台，所述转台承载测试目标，所述球形容器内部设置有安装测试设备的弧形导轨，所述球形容器壁上设置有观测窗口；所述热影响模型包括所述测试目标以及边界辐射换热模型，所述边界辐射换热模型包括太阳模拟器、背景辐射模拟器、热沉、测试转台，所述太阳模拟器、背景辐射模拟器、热沉、测试转台的辐射换热模型为蒙特卡洛模型;所述背景辐射模拟器是包括多个弧形结构的单元，所有单元先组成不同半径的圆环形区域，所有不同半径的圆环形区域同心排布构成整个辐射面，所有单元的参数独立设置;所述测试转台包括半圆形导轨及底座两部分构成，假设导轨等效为直径为D、宽度为W的弧形板，所述测试目标等效为处于导轨圆心位置的受热面积为的三角形受热面；则对于导轨圆心处，导轨的总辐射立体角近似计算为：             （1）按最大立体角进行计算，则转台导轨标的辐射加热功率G_台为：          （2）其中为转台的发射率，是斯忒藩‑波尔兹曼常数，为转台温度。