Simcenter Space Systems Thermal (SST ) 衛星軌道散熱解決方案

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Simcenter Space Systems Thermal (SST ) 衛星軌道散熱解決方案

太空產業的新活力主要源於新型運載火箭模式的推動，這些模式顯著降低了太空飛行的成本。然而，所有條件相同的情況下，太空飛行的成本主要取決於燃料與結構的成本與重量。在尚未全面產業化的革命性推進技術出現之前，製造商可以顯著節省成本的領域集中在減輕太空器的重量以及降低其開發成本。此外，隨著火箭可重複使用技術的實現導致發射成本已大幅下降，這也帶來了一個新問題。這些新型運載火箭需要更加堅固，以承受重複的發射週期。為達到軌道發射速度，結構需承受極大的應力，而過去的關注點僅是確保其執行一次任務即可。如今，為了滿足重複使用的需求，這些結構需要更加耐用。

ULA 圖示：https://twitter.com/torybruno/status/561933155951595520

Systems Engineering characteristics of LVs

首先，關於有效載荷設計，過去的衛星往往是一次性的客製化航太器，體積龐大且設計複雜。然而，現在的趨勢是開發更新、更小型的「立方衛星」（CubeSat），這些衛星具有模組化和標準化的特點。這種標準化和小型化的奈米衛星(nanosatellite)大幅降低了開發成本，從而使這個行業對於新興的小型參與者更加民主化。最終，這個新興產業的重點在於建造體積更小、開發速度更快且成本更低的航太器，但在傳統且未整合的工具下，這仍然是一個挑戰。

Simcenter Space Systems Thermal(SST)-Space orbital thermal analysis衛星軌道散熱解決方案

Simcenter Space Systems Thermal 擴展了 Thermal 求解器在太空應用中的能力。這款產品在提供太空應用的熱解決方案方面具有悠久的歷史，並且幾乎被全球主要的太空機構所使用。

針對太空應用的關鍵功能是封閉輻射建模。Simcenter Space Systems Thermal 在這方面提供了先進的功能——包括非漫射、非灰體建模以及太陽和行星加熱模擬。此外，專用的軌道建模工具是模擬軌道飛行器熱響應的一大亮點。與其他太空產業軟體的開放介面進一步增強了這款產品的能力。

在太空熱分析領域，競爭者可能擁有類似的求解器功能，但卻缺乏Simcenter Space Systems Thermall這樣強大的前處理/後處理系統整合，以及全面的 CAD 關聯性。

Simcenter Space Systems Thermal其特色及其優點如下:

1. 專為太空應用設計

- 完全針對航太器在真空環境和微重力條件下的熱分析進行優化，精準處理輻射為主的熱交換方式。
- 支援多種太空系統設計，包括衛星、空間站、探測器等，應用範圍廣泛。
- 考慮真空環境中的熱對流消失問題，精準模擬其他熱傳導與輻射機制。

2. 精確的輻射建模

- 使用先進的射線追蹤（Ray Tracing）技術模擬輻射熱交換，能夠處理複雜幾何形狀。
- 支援輻射網格生成和輻射耦合計算，保證高精度輻射分析結果。
- 可計算表面間的輻射互聯，包含陰影效應，特別適合多面體結構的航太器設計。

3. 多物理場耦合

- 與結構分析（FEA）、流體分析（CFD）和電子熱分析（E-Thermal）進行整合，模擬多種物理效應之間的交互影響。
- 幫助工程師在設計初期就進行整體系統的性能預測，減少設計後期的修改成本。
- 支援複雜場景，如帶有液態冷卻系統或多層隔熱的模型。

4. 豐富的材料資料庫

- 提供豐富的預定義材料資料，包括太空專用材料的熱物性（如高反射率或低發射率的鍍膜材料）。
- 支援自定義材料屬性，適應各種新型材料或複合材料的應用需求。
- 材料屬性庫可方便導入外部數據，提高工作流程效率。

5. 快速分析週期

- 內建高度優化的數值求解器，能快速計算大規模熱模型，縮短設計疊代時間。
- 支援多核平行計算，提高計算效率，特別適合處理數十萬節點的複雜網格模型。
- 快速生成結果幫助工程師快速優化熱設計，提高產品開發速度。

6. 衛星軌道熱負載模擬

- 模擬不同軌道條件下的熱負載，包括地球同步軌道GEostationary orbit（GEO）、Low Earth orbit,（LEO）以及行星際軌道。
- 提供多種環境熱負載的選項，如太陽直射、地球反照光和地球紅外輻射(Earth Thermal Radiation)。
- 可以輸入精確的軌道參數，模擬特定任務中不同位置的熱環境變化。

7. 熱控子系統設計支持