基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法、装置及设备，应用于航空航天技术领域，其中，方法包括：获取航天器的三维模型；根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量；基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度；根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值；根据各所述射线矢量的辐射效应值得到所述航天器目标器件各射线矢量的辐射效应。

【技术实现步骤摘要】
基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法、装置及设备
本专利技术涉及航空航天
，具体涉及基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法、装置及设备。
技术介绍
随着我国对航空航天的重视，越来越多的航天器将会进入太空。地球上有气象环境，太空也有空间环境。据不完全统计，航天器故障40％由空间环境引起，有的甚至能达到80％，并且由辐射环境引起的故障占主导地位。辐射环境主要有三个来源，包括银河宇宙线、太阳宇宙线和地球辐射带，由他们所产生的高能粒子穿过航天器蒙皮进入单机器件所在位置，可能产生辐射剂量、单粒子翻转、位移损伤、深层充放电等效应，从而致使航天器故障。所以，航天器的防护至关重要。为了减少航天器故障发生率，在航天器研制过程中可对其耐辐照情况进行分析计算，根据计算结果可指导其改进。但是，相关技术中，进行辐射效应评估的软件都是基于简单屏蔽模型，如将元器件周围的屏蔽等效为均匀的球壳、简单平板等，这样并不能实际表征元器件周围的实际屏蔽，高估了遭遇的辐射总剂量，由于航天器构造复杂，依据简单屏蔽模型进行计算会产生较大的误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了在至少一定程度上克服相关技术中存在的问题，提供一种基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法、装置及设备。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，一种基于航天器三维屏蔽厚度的辐射效应计算方法，包括：获取航天器的三维模型；根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量；基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度；根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值；根据各所述射线矢量的辐射效应值得到所述航天器目标器件各射线矢量的辐射效应。可选的，所述获取航天器的三维模型，包括：基于OCC获取所述航天器的三维模型文件；对所述三维模型文件中的信息进行提取；将提取出的三维模型信息进行转换，得到可识别的三维数据；可选的，还包括：将所述三维数据进行分类存储。可选的，所述根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量，包括：获取所述预设分辨率；根据所述预设分辨率确定所述射线的条数；基于mesh算法对所述三维模型进行划分，得到多个正三角形分布阵列；将所述目标器件作为起点，所述正三角形的顶点作为射线经过的点，得到多条射线矢量。可选的，所述根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值，包括：获取预设的效应深度曲线；将各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度与所述效应深度曲线进行比对，得到所述总等效铝屏蔽厚度对应的辐射效应值。可选的，所述基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线上的等效铝屏蔽厚度，包括：对所述三维模型中的屏蔽零件与所述射线矢量进行实体相交计算，得到所述屏蔽零件的三维屏蔽厚度；根据所述屏蔽零件的三维屏蔽厚度和所述屏蔽零件的材料密度，得到各所述屏蔽零件的等效铝屏蔽厚度；根据同一所述射线矢量上的各所述屏蔽零件的等效铝屏蔽厚度，得到所述射线矢量上的总等效铝屏蔽厚度。可选的，所述对所述三维模型中的屏蔽零件与所述射线矢量进行实体相交计算之前，还包括：对所述三维模型进行过滤，以确定参与计算的所述屏蔽零件。可选的，还包括：将各所述射线矢量上的总等效铝屏蔽厚度以色温图的形式进行显示，并计算同一射线矢量上各所述屏蔽零件的等效铝屏蔽厚度所占的百分比。第二方面，一种基于航天器三维屏蔽厚度的辐射效应计算装置，包括：获取模块，用于获取航天器的三维模型；第一确定模块，用于根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量；计算模块，用于基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度；第二确定模块，用于根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值；辐射效应计算模块，用于根据各所述射线矢量的辐射效应值得到所述航天器目标器件各射线矢量的辐射效应。第三方面，一种基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算设备，包括：处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序，以执行如第一方面所述的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法。第四方面，一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如本专利技术第一方面任一项所述基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法。本专利技术采用以上技术方案，可以实现如下技术效果：本申请先获取航天器的三维模型；根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量；基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度；根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值；根据各所述射线矢量的辐射效应值得到所述航天器目标器件各射线矢量的辐射效应。如此，可以通过航天器的三维模型直接进行计算，得到器件各射线方向上的总等效铝屏蔽厚度，使用者便可以进一步的得到航天器所受的辐射效应数据，由于本申请中计算的屏蔽厚度是依据航天器内部各屏蔽器件及多个射线方向，不是简单的等效屏蔽算法，计算过程中不会高估遭遇的辐射总剂量，并且，计算的结果会更加准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法的流程示意图；图2是本专利技术另一实施例提供的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法的流程示意图；图3是本专利技术又一实施例提供的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法的流程示意图；图4是本专利技术一实施例提供的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算装置的结构示意图；图5是本专利技术一实施例提供的一种基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。为了更好的理解本申请提供的方案，需要了解以下内容：随着我国对航空航天的重视，越来越多的航天器将会进入太空。地球上有气象环境，太空也有空间环境。据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，包括：/n获取航天器的三维模型；/n根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量；/n基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度；/n根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值；/n根据各所述射线矢量的辐射效应值得到所述航天器目标器件各射线矢量的辐射效应。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，包括：
获取航天器的三维模型；
根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量；
基于屏蔽分析实体相交法和所述三维模型中的屏蔽零件的材料密度，计算各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度；
根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值；
根据各所述射线矢量的辐射效应值得到所述航天器目标器件各射线矢量的辐射效应。


2.根据权利要求1所述的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，所述获取航天器的三维模型，包括：
基于OCC获取所述航天器的三维模型文件；
对所述三维模型文件中的信息进行提取；
将提取出的三维模型信息进行转换，得到可识别的三维数据。


3.根据权利要求2所述的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，还包括：将所述三维数据进行分类存储。


4.根据权利要求1所述的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，所述根据预设分辨率确定所述三维模型中以目标器件为中心发射的射线矢量，包括：
获取所述预设分辨率；
根据所述预设分辨率确定所述射线的条数；
基于mesh算法对所述三维模型进行划分，得到多个正三角形分布阵列；
将所述目标器件作为起点，所述正三角形的顶点作为射线经过的点，得到多条射线矢量。


5.根据权利要求1所述的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，所述根据所述总等效铝屏蔽厚度及预设的效应深度曲线确定各所述射线矢量的辐射效应值，包括：
获取预设的效应深度曲线；
将各所述射线矢量的总等效铝屏蔽厚度与所述效应深度曲线进行比对，得到所述总等效铝屏蔽厚度对应的辐射效应值。


6.根据权利要求1所述的基于航天器三维屏蔽的辐射效应计算方法，其特征在于，所述基于屏蔽分析实体...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新，王月，王世金，张津华，
申请(专利权)人：北京天工科仪空间技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11