• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Совершенствование цифрового проектирования космических аппаратов в качестве эффективного решения в управлении техническими процессами на предприятиях

Improving the Digital Design of Spacecraft as an Effective Solution in the Management of Technical Processes in Enterprises

Практикоориентированный проект департамента компьютерной инженерии Moonstyle

 

 

Находясь на орбите, космический аппарат подвергается воздействию разреженной плазмы. Со временем на поверхности спутника накапливаются заряженные частицы, причем накопление происходит неравномерно. В 30% случаев отказ и дальнейшая потеря связи со спутником связана именно с электризацией.

Электромагнитные помехи (наводки), создаваемые электростатическими разрядами, связанными с электризацией, вызывают сбои в работе бортовой радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата, а интенсивные разрядные токи могут привести к необратимым повреждениям элементов аппаратуры. Основными рецепторами импульсных помех от электростатических разрядов являются фрагменты бортовой кабельной сети, проложенные по внешней поверхности космического аппарата. Необходимо смоделировать картину растекания токов по поверхности космического аппарата. Расчет картины растекания токов по конструкции космического аппарата при электростатических разрядах с помощью структурной электрофизической модели занимает наибольшее время во всей процедуре определения наводок в бортовой кабельной сети космических аппаратов. Существует множество численных методов для проведения расчетов во всей модели - на практике в специализированном программном обеспечении для расчета интегральных схем используются обладающие большой точностью и скоростью методы - программы PSpice, LTSpice, MicroCap. Но расчет эквивалентной электрической схемы крупногабаритных космических аппаратов с помощью наиболее производительного ПО LTSpice занимает слишком много времени (эксперимент занял десятки часов на ЭВМ с двуядерным процессором с тактовой частотой 2,4 ГГц на каждом ядре, объем оперативной памяти равняется 8 Гб). Для расчета больших систем в США было разработано ПО NanoSpice, производящее расчет в 10-100 раз быстрее методов, используемых в перечисленных выше программах. Но поскольку работа программы основана на механизме параллельных вычислений, то необходимым условием для ПО NanoSpice является дорогостоящий суперкомпьютер. В ряде работ, проведенных авторами проекта разработаны методы, позволяющие на 3-4 порядка снизить трудоемкость расчета картины растекания токов по поверхности космического аппарата, однако имело место быть пренебрежение характеристиками материалов конструкции космического аппарата. Поэтому сейчас стоит задача разработки новых ускоренных методов расчета линейных эквивалентных электрических схем большой размерности для построения картины растекания тока по элементам конструкции от электростатических разрядов и последующего вычисления величины наводок в бортовой кабельной сети космического аппарата, учитывающих эти характеристики.

Цель проекта

Целью работы является создание новых ускоренных методов вычисления величин наводок в бортовой кабельной сети космических аппаратов

Ожидаемые результаты

Выполнить обзор и анализ существующих методов расчета наводок в бортовой кабельной сети космических аппаратов под действием электростатических разрядов с использованием линейных электрических эквивалентных схем большой размерности, подходов к снижению трудоемкости процесса анализа линейных электрических эквивалентных схем, вычислительных алгоритмов и программного обеспечения для их реализации;
Разработать новые вычислительные методы редукции для проведения расчетов картины растекания токов от электростатических разрядов и последующего определения уровня наводок в бортовой кабельной сети на входах блоков бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Методы должны учитывать материал конструкции космических аппаратов и базироваться на использовании явного и неявного методов Эйлера для формирования макромодели схемы в расширенном однородном координатном базисе, записанном в виде системы линейных обыкновенных дифференциальных уравнений; разработать принципы макромоделирования, позволяющие построить новую вычислительную схему, обладающую высокой точностью, уменьшенным на несколько порядков размером матрицы и, как следствие, малой трудоемкостью вычислений; при этом должна быть учтена специфика эквивалентных электрических схем космических аппаратов, заключающаяся в разреженности матриц моделей, что позволило бы в рамках разработанного метода ускорить построение макромодели на 5 порядков;
Разработать алгоритмы и ПО, реализующие предложенные методы;
Провести сравнительные исследования трудоемкостей разработанных и существующих методов расчета линейных электрических эквивалентных схем большой размерности для реальных космических аппаратов.


 

 

Востриков Александр Владимирович

Департамент компьютерной инженерии: Доцент

Количество участников проекта со стороны студентов: 5
Территория реализации проекта: ул. Победы д. 34.

 
www.cialis-viagra.com.ua/levitra-vardenafil/

https://buysteroids.in.ua/inekczionnyie-anabolicheskie-steroidyi/testosteron/sustamed.html

免許合宿