
- •Шаенко Александр Юрьевич
- •Введение
- •Тепловой расчет радиационных экранов больших космических телескопов (обзор)
- •Радиационные экраны
- •Методы расчета радиационного теплообмена
- •Статистические методы расчета угловых коэффициентов
- •Использование средств трехмерной графики для расчета угловых коэффициентов
- •Программные комплексы расчета радиационного теплообмена
- •Требования к методу расчета радиационного теплообмена, учитывающему сложные виды взаимодействия и переменные теплофизические и термооптические свойства
- •Расчет радиационно-кондуктивного теплообмена
- •Допущения и предположения
- •Математическая постановка задачи радиационно-кондуктивного теплообмена
- •Расчет испускаемых лучистых потоков
- •Расчет поглощаемых лучистых потоков
- •2.4.1. Расчет точки пересечения пучка с элементами модели
- •2.4.2. Определение вида взаимодействия пучка с элементом
- •2.4.3. Расчет направления распространения пучка после взаимодействия его с элементом
- •2.4.4. Учет поглощения пучка
- •Безматричный распределенный расчет радиационного теплообмена
- •2.5.1. Расчет радиационного теплообмена без использования матрицы угловых коэффициентов
- •2.5.2. Распределенный расчет радиационного теплообмена
- •Расчет кондуктивного теплообмена
- •Метод интегрирования по времени
- •Генератор случайных чисел
- •Программная реализация метода, подтверждение его достоверности и примеры расчетов различных конструкций космической техники
- •Программная реализация метода
- •Подтверждение достоверности и работоспособности метода
- •3.2.1. Радиационный теплообмен
- •3.2.2. Кондуктивный теплообмен
- •3.2.3. Заключение о достоверности разработанного метода расчета
- •Расчеты обсерватории «Миллиметрон»
- •3.3.1. Оценка влияния погрешностей формы экранов на температурный режим зеркала
- •3.3.2. Анализ влияния термооптических свойств покрытий на температуру зеркала
- •3.3.3. Сравнительный анализ двух вариантов конструкции обсерватории
- •3.3.4. Анализ влияния Земли на тепловой режим главного зеркала
- •Заключение
- •Приложение. Краткое описание алгоритма t.H.O.R.I.U.M.
- •Список литературы
Список литературы
|
ABAQUS Analysis User’s Manual v.6.5. – Velizy-Vallacoublay: Dassault Systemes S.A., 2004. – 1467 p. |
|
Anderson G. E. Thermal Radiation Analyzer System (Cray Version with NASADIG) // NASA Technical Report. – 1994, Document ID: 19940002537. |
|
ANSYS Thermal Analysis Guide v.10.0. – Canonburg: Ansys Inc., 2005. – 82 p. |
|
Arvo J. et al. Monte Carlo Ray Tracing // Proc. Siggraph 2003. – 2003. Cource 44. 171 p. |
|
Ashdown I. Eigenvector Radiosity, PhD thesis. –Vancouver: Department of Computer Science, The University of British Columbia, 2001. – 138 p. |
|
Bamberg J.A., Zaun N.H. Design and performance of the cryogenic focal plane optics assembly for the Infrared Astronomical Satellite (IRAS) // Proc. Cryogenic optical systems and instruments. – 1984. – P. 94-102 |
|
Baryshev A.M., Kardashov N.S., Arkhipov M.Yu. et al. Deployable Antennas for Space Radio Telescope: Radioastron and Millimetron Missions // Proceedings of the 30th ESA Antenna Workshop. – 2008. |
|
Behee R. Introduction to Thermal Modeling Using SINDA/G: A Tutorial Guide. –Chandler: Network Analysis Inc., 2006. –157 p. |
|
Bennett C.L. et al. The Microwave Anisotropy Probe (MAP) Mission // Astrophysical Journal. – 2003. – Vol. 143 P. 567-576 |
|
Brewster M. Q. Thermal Radiative Transfer and Properties. – New York: John Wiley & Sons, Inc., 1992. – 356 p. |
|
Burrows C.J., Holtzman J.A., Faber S.M., Bely P.Y., Hasan H., Lynds C.R., Schroeder D. The imaging performance of the Hubble Space Telescope // Astrophysical Journal. – 1991.—Vol.369. –P. L21-L25 |
|
Catmull E.E. A subdivision algorithm for computer display of curved surfaces. – Salt Lake City: Univercity of Utah, 1974. – 83 p. |
|
Cohen M.F., Chen S.E., Wallace J.R., Greenberg D. P. A progressive refinement approach to fast radiosity image generation // Proc. of SIGGRAPH. – 1988. – Vol. 22.–P.75-84 |
|
Cohen M.F., Greenberg D.P. Hemi-Cube: A Radiosity Solution For Complex Environments // Proc. Of the 12-th annual conference on Computer Graphics and interactive techniques. – 1985. –Vol. 19. –P.31-40 |
|
Cook R.L., Porter T., Carpenter L. Distributed ray tracing // Proc. of SIGGRAPH. – 1984. – Vol. 18.–P.137-145 |
|
DiPirro M. et al. Cooling Technology for Large Space Telescopes // Proceedings of the SPIE. – 2007. Vol. 6687. – P. 66870D-1-66870D-11 |
|
DoE Fundamentals handbook. Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow, Vol 2., DOE-HDBK-1012/2-92, 1992, 58 p. |
|
Eckart P. The Lunar Base Handbook. – New-York: McGraw-Hill, 2006. – 820 p. |
|
Efstathiou G., Lawrence C., Tauber J. Plank. The scientific programme. – ESA-SCI(2005)1, 2005. 152 p. |
|
Fazio G.G. Recent Results from the Spitzer Space telescope: A New View of the Infrared Universe // Neutrinos and Explosive Events in the Universe. – 2005. – Vol. 209. P. 47-71 |
|
Frisk U.O. Status of the ODIN Project // Infrared and Submillimeter Space Astronomy. – 2002. – Vol. 4 – P. 211-217 |
|
Fuchs H., Kedem Z.M., Naylor B.F. On visible surface generation by a priori tree structures // Proc. of SIGGRAPH. – 1980. – Vol. 14.–P.124-133 |
|
Gardner J.P. et al. The James Webb Space Telescope // Space Science Reviews. – 2006. – Vol. 123. – P. 485-606 |
|
Gilmore D.G., Bello M. Satellite Thermal Control Handbook. – El Segundo: Aerospace Corporation, 2002. – 581 p. |
|
Glassner A.S. Space subdivision for fast ray tracing // IEEE Computer Graphics & Application. – 1984. – Vol. 4.–P.15-22
|
|
Goble R.G., Jensen C.L. Thermal radiation analysis system TRASYS 2: User’s manual Revision 3. – Denver: Martin Marietta Corp., 1980. – 100 p. |
|
Golliher E. A comparison of TSS ans TRASYS in form factor calculation // Proc. 5th Annual Thermal and Fluids Analysis Workshop.—1993. – P.41-46 |
|
Goodwin P.S., Meeks W. G., Morris R. E. Helios mission support // The Deep Space Network. – 1976. – P. 31-37 |
|
Goral C., Torrance K.E., Greenberg D.P., Battalie B. Modeling the interaction of light between diffuse surfaces // Proc. of SIGGRAPH. – 1984. – Vol. 18.–P.213-222 |
|
Gorenstein P., Harris B., Gursky H., Giacconi R. A rocket payload using focusing X-ray optics for the observation of soft cosmic X-rays // Nuclear Instruments and Methods. – 1971. – Vol. 91. – P. 451-459 |
|
Gursky, H., Schnopper, H., Parsignault, D. The Hard X-ray experiment on the Astronomical Netherlands Satellite // Astrophysical Journal. – 1975 – Vol. 201. – P. L127-L131 |
|
Harris M. Mapping computational concepts to GPUs // ACM SIGGRAPH 2005 Cources. – 2005. |
|
Harwit M. The Herschel Mission // Advances if Space Research. – 2004. – Vol. 34. – P. 568-572 |
|
Heller C. Interface Software Development for Patran/Thermal, Esarad and Thermica // Proc. 19th European Workshop on Thermal and ECLS Software.—2005. – P.K-1-K-15 |
|
Ishihara D. et al. Mid-infrared all-sky survey with AKARI // Memorie della Societa Astronomica Italiana. – 2006. – Vol. 77. – P. 1089-1094 |
|
Jackson C. Integration of Monte Carlo Methods with TMG’s Suite of Radiation Analysis Tools // Proc. 19th European Workshop on Thermal and ECLS Software.—2005. – P.H-1-H-12 |
|
Jensen H.J., Christensen N.J. Photon maps in bidirectional monte carlo ray tracing of complex objects // Computer Graphics. – 1995. – Vol. 19.–P.215-224 |
|
Kessler M.F. et al. The ISO mission – A scientific Overview. ESA Bulletin № 84, 1995. – 43 p. |
|
Kirtley C. ESATAN Thermal suite status // Proc. 20th European Workshop on Thermal and ECLS Software.—2006. – P.133-146 |
|
Lawson D. TPF-C Technology Plan. Pasadena: Jet Propulsion Laboratory, 2005. – 154 p. |
|
Lienhard IV J.H., Lienhard V J.H. A Heat Transfer Textbook. – Cambridge, Phlogiston Press, 2003. 750 p. |
|
Liszka T. An interpolation method for an irregular net of nodes // International Journal for Numerical Methods in Engineering. – 1983.—Vol. 20. – P.1599 -1612 |
|
Long C., Sayma N. Heat Transfer. – Holstebro: Ventus, – 2006. – 156 p. |
|
Love T.J. Radiative Heat Transfer. – Charles E. Merryl Books, Inc., 1968. – 118 p. |
|
Lunar Reconnaissance Orbiter Overview: The instrument Suite and Mission // Space Science Reviews. – 2007. – Vol. 129. – P. 391-419 |
|
M. Reymond. MSC.Nastran 2005 DMAP Programmer’s Guide, Santa Ana, MSC.Software, 2005, Vol. 1. 1734 p. |
|
Mahan J. R. Radiation Heat Transfer: A Statistical Approach, New York, Wiley, 2002, 504 p. |
|
Malley T. A shading method for computer generated images. Master’s thesis. – Salt Lake City: Univercity of Utah, 1988. – 111 p. |
|
Marsaglia G. Random numbers Fall Mainly in the Planes // Proc. of National Academy of Sciences. – 1968. – Vol. 61. –P.25-28 |
|
Matsumoto М., Nishimura T., Mersenne Twister: A 623-Dimensionally Equidistributed Uniform Pseudo-Random Number Generator // ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation. – 1998. – Vol. 8. , – P. 3-30 |
|
Metropolis N., Ulam S. The Monte Carlo Method // J. Amer. Statistical association. – 1949. Vol. 44. – P. 335-341 |
|
Modest M.F. Radiative Heat Transfer. – San Diego: Academic Press, 2003. – 822 p. |
|
Muzumder S., Kersch A. A fast Monte Carlo Scheme for Thermal Radiation in Semiconductor Processing Application // Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals. – 2000. – P. 185-199 |
|
NEVADA (Net Energy Verification and Determination Analyzer). RENO and VEGAS. Quick Reference Guide – Incline Village: TAC Technologies, 2000. – 25 p. |
|
Nusselt W. Graphische bestimmung des winkelverhaltnisses bei der wärmestrahlung // Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure. – 1928. –Vol. 70. – P.673 |
|
Odenwald S.J., Newmark J., Smoot G. A study of external galaxies detected by COBE Diffuse Infrared Background Experiment // Astrophysical Journal. – 1998. – Vol. 500. – P. 554-568 |
|
Owens J.D., Luebke D. et al. A Survey of General-Purpose Computation on Graphics Hardware // Computer Graphics Forum. – 2007. –Vol. 26. – P.80-133 |
|
Paige D.A. et al. The Lunar Reconnaissance Orbiter Diviner Lunar Radiometer Experiment // Space Science Reviews. – 2010. – Vol. 150. – P. 125-160 |
|
Panczak T. Non-Grey and Temperature Dependent Radiation Analysis Methods // Proc. Thermal & Fluids Analysis Workshop 2005. – 2005. Short Cource |
|
Revnivtsev M.G., Sunyaev R. A., Gilfanov M. R., Churazov E.M., Goldwur A., Paul J., Mandrou P., Roques J. P. A Hard X-ray Sky Survey with the SIGMA Telescope of the GRANAT Observatory // Astronomy Letters. – 2004. –Vol. 30. P. 527–533 |
|
Richer S.W. Experimental Determination of In Situ Utilization of Lunar Regolith for Thermal Energy Storage // NASA Contractor Report 191050. – 1993. – P. 1-10 |
|
Rubinstein R.Y., Kroesse D.P. Simulation and the Monte Carlo Method. – New York: John Wiley & Sons, Inc., 2007. – 372 p. |
|
Schatz M. et al. High-throughput sequence alignment using Graphics Processing Units // BMC Bioinformatics. – 2007. – Vol.8. – P.1-10 |
|
Shaughnessy B.M., Newborough M. A New Method for Tracking Radiative Paths in Monte Carlo Simulation // ASME Journal of Heat Transfer. – 1998. – Vol. 120. – P. 792-795 |
|
Shaughnessy B.M., Newborough M. Calculating Reflected Paths of Radiation in High Reflectivity Enclosures // Proc. 5th ASME/JSME Joint Thermal Engineering Conference. – 1999 |
|
Shepard D. A two-dimensional interpolation function for irregularyly-space data // Proc. Of the 1968 23rd ACM national conference.—1968.—P.517-524 |
|
Shirley P., Wang C., Zimmerman K.. Monte carlo techniques for direct lighting calculations // ACM Trans. Graph.. – 1996. – Vol. 15.– P. 1–36 |
|
Shreiner D. OpenGL reference manual: the official reference document to OpenGL, version 1.4 – Boston: Addison-Wesley, 2004. – 760 p. |
|
Soriano T. Review of Improvements in Thermica // Proc. 19th European Workshop on Thermal and ECLS Software.—2005. – P.K-1-K-15 |
|
Sparrow E.M., Cess R.D. Radiation Heat Transfer. – Brooks/Cole, 1978. – 185 p. |
|
Thermal Synthesizer System User manual. Volume 3. v.12.01. – Houston: Spacedesign Corporation, 2007. – 55 p. |
|
THERMICA User’s Manual v.3.2. – Toulouse: Astrium, 2003. – 504 p. |
|
Thomas J. ESARAD status // Proc. 20th European Workshop on Thermal and ECLS Software.—2006. – P.79-92 |
|
Vogt R.A. TRASYS – Thermal Radiation Analyser System (DEC VAX Version without NASADIG) // NASA Technical Report Server 19940003065. – 1994. – P. 1-10
|
|
Vueghs P.E. Innovative Ray Tracing Algorithms for Space Thermal Analysis. – PhD thesis, Department of Aerospace and Mechanics, Liege, The University of Liege, 2009, 234 p. |
|
Wallace J.R., Elmquist K.A., Haines E.A. A Ray Tracing Algorithm for Progressive Radiosity // Proc. of SIGGRAPH. – 1989. – Vol. 23.–P.315-324 |
|
Whitted T. An improved illumination model for shaded display structures // Communication of the ACM. – 1980. – Vol. 23.–P.343-349 |
|
Wiebelt J. A. Engineering Radiation Heat Transfer. – Holt, Rinehart and Winston, New York, 1966. – 278 p. |
|
Wild W., Kardashev N. S. et al. Millimetron–a large Russian-European submillimeter space observatory // Experimental Astronomy. – 2008. – Vol. 23. – P. 221-244 |
|
Wright R.S., Lipchak B. OpenGL SuperBible. – Indianapolis: Sams, 2004. – 1173 p. |
|
Ziering M. B., Sarofim A. F.. The electrical network analog to radiative transfer: Allowance for specular reflection // ASME Journal of Heat Transfer. – 1966. – Vol. 88. – P. 341–342 |
|
Авдуевский В.Д., и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. М.: Машиностроение, 1992. – 528 с. |
|
Адинец А.В. Высокоуровневая система программирования графических процессорных устройств. Автореферат на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009. – 19 с. |
|
Алексеев В. П., Вайнштейн Г.Е., Герасимов П.В. Расчет и моделирование аппаратов криогенных установок. Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 278 с. |
|
Блох А.Г., Журавлев Ю.А. Рыжков Л.Н. Теплообмен излучением. –М.: Энергоатомиздат, 1991. – 432 с.
|
|
Виноградов И.С. Радиационное охлаждение зеркала крупногабаритного космического телескопа. В кн. Радиоастрономическая техника и методы. М.: ФИАН, 2000 – Т.228, C. 112-128 |
|
Виноградов И.С., Архипов М.Ю. Моделирование теплового и термодеформированного состояния рефлектора криотелескопа. Этап 1: Выбор и уточнение методики, разработка модели, подготовка исходных данных для расчета температурных полей // Труды Российской конференции пользователей MSC 2006. – 2006 – с. 1-9 |
|
Ву М., Девис Т., Нейдер Дж., Шрайнер Д. OpenGL. Руководство по программированию. Библиотека программиста.—СПб: Питер, 2006. – 623 с. |
|
Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена. – М.: Высшая школа, 1990. – 207 с. |
|
Елисеев В.Н., Белоногов Е.К., Расчеты тепловых режимов с использованием ЭВМ. Учебное пособие по курсу «Тепловые режимы космических объектов». – М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1989. – 47 с. |
|
Залетаев В.М., Капинос Ю.В., Сургучев О.В. Расчет теплообмена космического аппарата. – М.: Машиностроение, 1971. – 208 с. |
|
Землянский Б.А. Пакет программ ТЕРМ. Описание программы. – Королев: ЦНИИМаш, 2006. – 105 с. |
|
Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением, М.: Мир, 1975. – 935. |
|
Исайченко В. П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергия, 1975. – 488 с. |
|
Кнут Д. Искусство программирования. Т.2 Получисленные алгоритмы. – М.: Вильямс, 2006. – 832 с. |
|
Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. – М.: Мир, 1983. – 512 с.
|
|
Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник. – М.: Энергия, 1972. – 560 с. |
|
Оцисик М.Н. Сложный теплообмен. М.: Мир, 1976. – 615 с. |
|
Планк М., Теория теплового излучения. – М.: Гостехтеориздат, 1935. – 209 с. |
|
Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. – М.: Наука, 1989. – 432 с. |
|
Херн Д., Бейкер М.П. Компьютерная графика и стандарт OpenGL.—М.: Вильямс, 2005. – 1158 с. |
|
Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А., Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов. – М.: МЭИ, 2005. – 550 с. |
|
Шикин Е.В., Боресков А. В. «Компьютерная графика. Полигональные модели», Москва, Диалог-МИФИ, 2000. – 464 с. |