陈 杰，吴晓迪，杨 星，邵 慧



基于蒙特卡洛改进算法的空间热流计算

陈 杰1，吴晓迪2,3,4，杨 星2,3,4，邵 慧1

（1. 安徽建筑大学电子与信息工程学院，安徽 合肥 230601；2. 红外与低温等离子体安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037； 3. 脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037；4. 电子工程学院，安徽 合肥 230037）

空间热流计算是空间目标热特性及红外特性分析的基础，针对传统蒙特卡洛法在计算空间目标热流时存在耗时较多的不足，提出了基于图形加速的改进的蒙特卡洛热流计算方法，并分别采用传统算法和改进算法计算了卫星的太阳热流，数值分析表明改进算法在保证同等计算精度的前提下，显著提高了卫星太阳热流的计算速度。

太阳热流；蒙特卡洛法；热特性；红外特性

0 引言

传统蒙特卡洛法对复杂几何形状、复杂几何位置关系、相互之间存在遮挡具有非常强的适应能力，并且当模拟光束数量达到一定程度时，具有较高的精度，在空间航天器的轨道热流计算方面得到了较为广泛的应用[1-6]。传统算法随着模拟光束数量的增加，其计算精度也相应增加，但所耗费的时间也急剧增加，针对传统算法耗时较多的不足，本文提出了基于图形加速的蒙特卡洛改进算法，新算法在保证同等计算精度的前提下，显著提高了空间热流的计算速度。

1 传统蒙特卡洛法

图1 三轴稳定卫星的三维模型

在利用传统蒙特卡洛法计算卫星接收的太阳热流时，首先要建立光束的发射坐标系m1和发射平面，然后随机发射光束并记录光束与卫星划分面元的相交情况，最后统计各面元的交点数计算各面元的太阳热流，具体步骤如下：