(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210759732.3 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 骆吉洲　李兴冀　杨剑群　董尚利　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 万娟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/25(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G01N 17/00(2006.01) G01R 31/00(2006.01)G06F 111/02(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通 量的计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种模拟空间环境下原子氧 或紫外辐照通量的计算方法， 涉及航天器仿真计 算技术领域， 所述方法包括： 获取影响航天器外 表面原子氧通量的第一空间环境参数或影响航 天器外表 面紫外辐 照强度的第二空间环境参数； 建立航天器的三维模型， 并将航天器表面剖分成 多个多边形网格单元； 将所述第一空间环境参数 或所述第二空间环境参数输入到所述三维模型， 计算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多 边形网格单元， 得到航天器表 面原子氧或紫外辐 照通量。 本发 明的模拟空间环 境下原子氧或紫外 辐照通量的计算方法， 操作简单， 能够准确、 快速 地计算不同环境条件下材料表面的原子氧或紫 外辐照通 量， 有着广泛的应用前 景。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115169178 A 2022.10.11 CN 115169178 A 1.一种模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征在于， 包括如下步 骤: 步骤S1,获取影响航天器外表面原子氧通量的第 一空间环境参数或影响航天器外表面 紫外辐照强度的第二空间环境 参数； 步骤S2,建立 航天器的三维模型， 并将航天器表面剖分成多个多边形网格单 元； 步骤S3,将所述第一空间环境参数或所述第二空间环境参数输入到所述三维模型， 计 算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多边形网格单元， 得到航 天器表面原子氧或紫外 辐照通量。 2.根据权利要求1所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 步骤S 3中， 所述航 天器表面原子氧或紫外辐照通量， 包括航 天器表面瞬时原子氧或紫 外辐照通 量和航天器表面累积原子氧或紫外辐照通 量。 3.根据权利要求2所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 步骤S 3中， 将所述第一空间环境参数或所述第二空间环境参数输入到所述三 维模型， 计算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多边形网格单元， 得到航天器表面原子氧或紫 外辐照通 量， 包括： 步骤S31， 将所述第一空间环境参数或所述第二空间环境参数输入到所述三维模型， 计 算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多边形网格单元， 得到航 天器表面瞬时原子氧或 紫外辐照通 量； 步骤S32， 获取航天器在轨飞行时间， 根据所述航天器表面瞬时原子氧或紫外辐照通量 和所述航天器在轨飞行时间得到航天器表面累积原子氧或紫外辐照通 量。 4.根据权利要求1所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 所述第一空间环境参数和所述第二空间环 境参数均包括航 天器四元数、 轨道六根数、 轨道的经纬高度和太阳翼位置 。 5.根据权利要求1所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 步骤S1中， 所述第一空间环境 参数还包括： 航天器速率、 来 流方向以及原子氧密度。 6.根据权利要求4所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 步骤S1中,所述原子氧密度根据太阳活动程度和航天器飞行高度进行获取。 7.根据权利要求6所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 所述太阳活动程度包括太阳活动低年、 太阳活动中年和太阳活动高年。 8.根据权利要求5所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 所述 来流方向用于描述 航天器在轨飞行时的运行 方向。 9.根据权利要求1所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算方法， 其特征 在于， 步骤S1中， 所述第二空间环境 参数包括： 紫外辐照强度和紫外辐照方向。 10.根据权利要求9所述的模拟空间环境下原子氧或紫外辐照 通量的计算方法， 其特征 在于， 所述 紫外辐照方向通过太阳紫外辐射方向与航天器表面法线的夹角来描述。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115169178 A 2一种模拟空间环境下原子氧或紫外辐照 通量的计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及航天器仿真计算技术领域， 具体而言， 涉及一种模拟空间环境下原子 氧或紫外辐照通 量的计算方法。 背景技术 [0002]为了控制温度， 卫星外表覆盖着热控涂层， 它是航天器热控系统的重要组成部分， 其性能的好坏直接决定了卫星寿命的长短。 由于直接和外太空的环境相 接触， 所以更易于 受到影响。 根据调查数据显示， 在发生的多起航 天器事故中， 其中多次是由航 天器的热控系 统受到破坏所直接导致的。 因此热控系统的性能一直影响着世界各国的航天事业的发展。 在影响航 天器热控系统性能诸多因素中， 航 天器表面热控涂层材料的退化因素又起着决定 性的作用， 而原子氧或紫外辐照对航天器表面热控涂层材料有着很严重的影响。 卫星外表 所受原子氧的注量会受到卫星在轨实际状态的影响， 但现有技术中， 关于空间原子氧注量 或紫外辐照计算模型都没有考虑卫星三维结构和在轨运行状态的影响。 因此， 无法准确计 算原子氧注量或在外辐照通 量， 以致无法准确地对卫星 寿命进行 预测。 发明内容 [0003]本发明解决的问题是现有技术中， 关于空间原子氧注量或紫外辐照计算模型都没 有考虑卫星三维结构和在轨运行状态的影响。 因此， 无法准确计算原子氧注量或紫外辐照 通量， 以致无法准确地对卫星 寿命进行 预测中的至少一个方面。 [0004]为解决上述问题， 本发明提供一种模拟空间环境下原子氧或紫外辐照通量的计算 方法， 包括如下步骤: [0005]步骤S1,获取影响航天器外表面原子氧通量的第一 空间环境参数或影响航天器外 表面紫外辐照强度的第二空间环境 参数； [0006]步骤S2,建立 航天器的三维模型， 并将航天器表面剖分成多个多边形网格单 元； [0007]步骤S3,将所述第一空间环境参数或所述第二空间环境参数输入到所述三维模 型， 计算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多边形网格单元， 得到航天器表面原子氧 或紫外辐照通 量。 [0008]较佳地， 步骤S3中， 所述航天器表面原子氧或紫外辐照通量， 包括航天器表面瞬时 原子氧或紫外辐照通 量和航天器表面累积原子氧或紫外辐照通 量。 [0009]较佳地， 步骤S3中， 将所述第一空间环境参数或所述第二空间环境参数输入到所 述三维模型， 计算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多边形网格单元， 得到航天器表 面原子氧或紫外辐照通 量， 包括： [0010]步骤S31， 将所述第一空间环境参数或所述第二空间环境参数输入到所述三维模 型， 计算原子氧或紫外辐照模拟粒子碰触的所述多边形网格单元， 得到航天器表面瞬时原 子氧或紫外辐照通 量； [0011]步骤S32， 获取航天器在轨 飞行时间， 根据所述航天器表面瞬时原子氧或紫外辐照说　明　书 1/5 页 3 CN 115169178 A 3