[發(fā)明專利]一種批量添加輻射探測(cè)點(diǎn)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210769915.3
• 申請(qǐng)日: 2022-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115146384A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)濤;李興冀;姜昊;呂鋼;楊劍群;徐曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15
• 代理公司: 北京隆源天恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11473
• 代理人: 萬(wàn)娟

本發(fā)明提供了一種批量添加輻射探測(cè)點(diǎn)的方法，屬于空間輻射分析技術(shù)領(lǐng)域。方法包括：S1、構(gòu)建航天器三維模型，選取目標(biāo)單機(jī)所屬的幾何體，將幾何體內(nèi)部器件刪除；S2、構(gòu)建幾何體的包圍盒，設(shè)定期望添加的探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量；S3、獲取包圍盒的體積，計(jì)算每個(gè)探測(cè)點(diǎn)占據(jù)的體積，S4、將每個(gè)探測(cè)點(diǎn)占據(jù)的體積等效為正方體，計(jì)算每個(gè)探測(cè)點(diǎn)所屬正方體的邊長(zhǎng)，計(jì)算包圍盒某一邊長(zhǎng)實(shí)際應(yīng)添加的探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量；S5、計(jì)算每個(gè)實(shí)際應(yīng)添加的探測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，批量添加探測(cè)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了依據(jù)幾何體結(jié)構(gòu)批量均勻添加輻射探測(cè)點(diǎn)的效果，避免了手動(dòng)逐個(gè)定位、按坐標(biāo)添加探測(cè)點(diǎn)的弊端，滿足了設(shè)計(jì)階段早期估計(jì)目標(biāo)單機(jī)內(nèi)部輻射效應(yīng)三維分布的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間輻射分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種批量添加輻射探測(cè)點(diǎn)的方法。

背景技術(shù)

在航天器的任務(wù)周期中，其經(jīng)常受到各種非人為因素的影響而失效。大量證據(jù)表明，空間環(huán)境中的高能帶電粒子引起的輻射效應(yīng)是影響在軌航天器壽命的關(guān)鍵因素。因此，有必要對(duì)在軌航天器中的關(guān)鍵單機(jī)進(jìn)行輻射效應(yīng)的模擬仿真，以作為總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的依據(jù)和關(guān)鍵單機(jī)設(shè)備開(kāi)展輻射劑量分析的依據(jù)。

在航天器的設(shè)計(jì)階段，常見(jiàn)的對(duì)于航天器的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻射效應(yīng)模擬計(jì)算的方法有射線追蹤法和蒙特卡洛法；其中，射線追蹤法利用屏蔽深度和劑量-深度曲線，給出劑量的估計(jì)值，而蒙特卡洛法利用對(duì)粒子輸運(yùn)的模擬，給出較精確的輻射劑量值。兩種方法都需要設(shè)定探測(cè)點(diǎn)，區(qū)別在于，射線追蹤法的探測(cè)點(diǎn)一般是幾何結(jié)構(gòu)的中心點(diǎn)，即為一個(gè)點(diǎn)，而蒙特卡洛法的探測(cè)點(diǎn)則是一個(gè)有體積的微小幾何體。根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同，輻射效應(yīng)模擬仿真的目標(biāo)也相應(yīng)變化。在較早期的設(shè)計(jì)階段，給出關(guān)鍵單機(jī)殼體內(nèi)的輻射劑量的空間三維分布，可以為設(shè)計(jì)人員提供優(yōu)化布局的依據(jù)，有利于提高關(guān)鍵單機(jī)的健壯性和可靠性。在較晚的設(shè)計(jì)階段，提供關(guān)鍵單機(jī)殼體內(nèi)單個(gè)敏感元器件的空間坐標(biāo)位置及其結(jié)構(gòu)信息，可以有效地預(yù)估器件的可靠性與壽命，提供參數(shù)選擇以及輻射屏蔽的依據(jù)。現(xiàn)有的輻射效應(yīng)分析工具，一般需要給出具體的坐標(biāo)來(lái)確定探測(cè)點(diǎn)或探針，不適合設(shè)計(jì)階段早期估計(jì)特定單機(jī)內(nèi)部輻射效應(yīng)三維分布的需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種批量添加輻射探測(cè)點(diǎn)的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體通過(guò)以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種批量添加輻射探測(cè)點(diǎn)的方法，包括以下步驟：

S1、構(gòu)建航天器的三維模型，選取目標(biāo)單機(jī)所屬的幾何體，將所述幾何體內(nèi)部器件刪除；

S2、構(gòu)建所述幾何體的包圍盒，并設(shè)定期望添加的探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量；

S3、獲取所述包圍盒的體積，按照第一公式計(jì)算每個(gè)所述探測(cè)點(diǎn)所占據(jù)的體積，所述第一公式包括：

其中，V_d為每個(gè)所述探測(cè)點(diǎn)所占據(jù)的體積，V_D為所述包圍盒的體積，N_e為期望添加的所述探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量；

S4、將每個(gè)所述探測(cè)點(diǎn)所占據(jù)的體積等效為正方體，計(jì)算每個(gè)所述探測(cè)點(diǎn)所屬正方體的邊長(zhǎng)，按照第二公式計(jì)算所述包圍盒某一邊長(zhǎng)實(shí)際應(yīng)添加的所述探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，所述第二公式包括：

其中，N_L為所述包圍盒某一邊長(zhǎng)實(shí)際應(yīng)添加的所述探測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，L為所述包圍盒的某一邊長(zhǎng)數(shù)值，d為每個(gè)所述探測(cè)點(diǎn)所屬正方體的邊長(zhǎng)，floor為向下取整函數(shù)；

S5、計(jì)算每個(gè)實(shí)際應(yīng)添加的所述探測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，按所述坐標(biāo)位置批量添加所述探測(cè)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，步驟S2中，構(gòu)建所述幾何體的所述包圍盒的具體操作包括：計(jì)算所述幾何體的長(zhǎng)度、寬度和高度，根據(jù)所述長(zhǎng)度、所述寬度和所述高度構(gòu)建所述幾何體的所述包圍盒。

進(jìn)一步地，計(jì)算所述幾何體的所述長(zhǎng)度、所述寬度和所述高度的具體操作包括：