(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210782096.6 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 李兴冀　应涛　姜昊　杨剑群　 吕钢　刘中利　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 尹泽民 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 113/28(2020.01) (54)发明名称 一种针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护 的模拟方法 (57)摘要 本发明提供一种针对动态变化结构进行辐 射屏蔽防护的模拟方法， 包括： 结合航天器的实 际运行状态， 获取航天器几何结构的动态变化规 律和材料属性； 进行动态几何建模， 构建得到任 意时刻与航天器几何结构相对应的结构模型， 并 赋予所述结构 模型与航天器相应的材料属性； 基 于蒙特卡罗方法， 在不同辐照参数条件下， 对任 意时刻航天器几何结构受到的辐照效应进行计 算， 表征对航天器几何结构内器件受到的辐射屏 蔽防护； 分析航天器内电子元器件受到的辐射屏 蔽防护随时间的变化规律。 本发 明通过对动态变 化的航天器几何结构进行辐照效应 分析， 能大幅 度的提升对实际运行状态航天器几何结构受到 辐射屏蔽防护的模拟精度， 为航天器结构和材料 优化提供依据。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115169109 A 2022.10.11 CN 115169109 A 1.一种针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 结合航天器的实际运行状态， 获取航天器几何结构的动态变化规律， 并确认航 天器几何结构的材 料属性； 步骤S2、 进行动态几何建模， 构建得到任意 时刻与航天器几何结构相对应的结构模型， 并赋予所述结构模型与航天器相应的材 料属性； 步骤S3、 基于蒙特卡罗方法， 在不同辐照参数条件下， 对任意时刻航天器几何结构受到 的辐照效应进行计算， 表征对航天器几何结构内器件受到的辐射屏蔽防护； 步骤S4、 分析航天器内电子元器件受到的辐射屏蔽防护随时间的变化 规律。 2.根据权利要求1所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤S1中， 所述航天器几何结构包括航 天器太阳翼、 测控结构、 热控结构、 导航定位 结构、 蓄电池结构或天线结构。 3.根据权利要求1所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤S2中， 在 进行动态几何建模时， 将航 天器几何结构简化为具有一定厚度的平板 结构。 4.根据权利要求1所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤S3中， 所述辐照参数包括辐射粒子类型、 辐射粒子能谱和 辐射粒子入射角度。 5.根据权利要求4所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述辐射粒子类型包括电子、 质子、 中子或重 离子。 6.根据权利要求1所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤S3中， 所述辐射效应包括电离吸 收剂量和位移吸 收剂量。 7.根据权利要求1所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤S 3还包括， 当对任意时刻航 天器几何结构进 行辐照时， 自动在航 天器几何结构 受到辐照一侧增加屏蔽层， 并对增加屏蔽层前后航天器几何结构受到的辐照效应的计算结 果进行对比。 8.根据权利要求7所述的针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方法， 其特征在 于， 所述屏蔽层的材质为铝、 聚乙烯、 聚酰 亚胺或特氟龙。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115169109 A 2一种针对动态变化结构进行辐射屏蔽防护的模拟方 法 技术领域 [0001]本发明涉及空间环境效应技术领域， 具体而言， 涉及一种针对动态变化结构进行 辐射屏蔽防护的模拟方法。 背景技术 [0002]随着航天事业的快速发展， 也对航天器的辐射防护技术提出了更高的要求。 航天 器在轨飞行过程中会与各种类型 的粒子发生交互作用， 这些粒子能够引起电离辐 射效应、 位移辐射效应和单粒子效应等， 从而对航天器中的电子元器件的性能产生显著的性能影 响， 容易导致电子元器件的异常或者失灵， 甚至最终导致航天器发生灾难性的事故。 因此， 对航天器中电子元器件的辐射防护研究具有重要的意 义。 [0003]对空间辐射环境下航天器电子元器件主要采用质量屏蔽方法进行屏蔽， 一定厚度 的物质能够屏蔽一定能量范围的粒子辐 射， 并使贯穿粒子的能量有所降低。 通过辐 射屏蔽 模拟能够有效对航天器中关键电子元器件进 行辐射屏蔽防护预估。 但是目前常用的辐射屏 蔽模拟方法主要使针对固定形状的辐 射防护材料进行 的。 而在实际情况中， 航天器的结构 是不断发生动态变化的， 其中一种典型 的情况是航天器的太阳翼在不停的旋转， 并且航天 器结构的动态变化会影响其内部关键器件的辐 射屏蔽效果。 因此， 亟需一种能够实现动态 变化航天器结构的辐 射屏蔽防护的模拟方法， 符合航天器实际应用场景中的运行情况， 选 择更加合适的防护材 料和几何结构， 为 航天器的优化设计提供重要的理论依据。 发明内容 [0004]本发明解决的问题是如何提供一种能够实现动态变化航天器结构的辐射屏蔽模 拟方法， 符合 航天器的实际应用场景， 为 航天器优化 提供理论支持。 [0005]为解决上述问题中的至少一个方面， 本发明提供一种针对动态变化结构进行辐射 屏蔽防护的模拟方法， 包括以下步骤： [0006]步骤S1、 结合航天器的实际运行状态， 获取航天器几何结构的动 态变化规律， 并确 认航天器几何结构的材 料属性； [0007]步骤S2、 进行动态几何建模， 构建得到任意时刻与航天器几何结构相对应 的结构 模型， 并赋予所述结构模型与航天器相应的材 料属性； [0008]步骤S3、 基于蒙特卡罗方法， 在不同辐照参数条件下， 对任意时刻航天器几何结构 受到的辐照效应进行计算， 表征对航天器几何结构内器件受到的辐射屏蔽防护； [0009]步骤S4、 分析航天器内电子元器件受到的辐射屏蔽防护随时间的变化 规律。 [0010]优选地， 所述步骤S1中， 所述航天器几何结构包括航天器太阳翼、 测控结构、 热控 结构、 导航定位结构、 蓄电池结构或天线结构。 [0011]优选地， 所述步骤S2中， 在进行动 态几何建模时， 将航天器几何结构简 化为具有一 定厚度的平板结构。 [0012]优选地， 所述步骤S3中， 所述辐照参数包括辐射粒子类型、 辐射粒子能谱和辐射粒说　明　书 1/4 页 3 CN 115169109 A 3