美国航天器热设计建模仿真标准分析及启示.pdf

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1、上海航天第33卷2016年第4期AEROSPACESHANGHAI119文章编号：1006—1630(2016)04—0119-05美国航天器热设计建模仿真标准分析及启示吕建伟，刘欣，杨勇(中国运载火箭技术研究院研发中心，北京100076)摘要：介绍了NASA于2008年发布的NASA—STD-7009建模与仿真标准。此标准内容包括项目管理、模型发展、仿真执行、结果验证及不确定量分析、推荐学习案例、训练方法、建模及仿真可信度评估、结果报告八个方面，对仿真建模过程建立了一系列可靠性评估方法，提升仿真结果的可信度和支撑项目的决策。基于喷气推进实验室(JPL)的火星探路者(MER)探测器热设计

2、案例，阐述了建模及仿真可信度评估中可信度评估因子分类、等级、打分方法，以及评估打分结果应用等过程。结合我国航天发展的需求，提出了相关标准建立、可信度评价体系发展和软件基础提升等建议，可为后续的相关研究和应用提供参考。关键词：航天器；热设计；建模与仿真；NASA—STD-7009建模与仿真标准；风险评估；可信度因子；火星探路者探测器中图分类号：TP391．9；T-651文献标志码：ADOI：10．19328／j．cnki．1006—1630．2016．04．020AmericanStandardsAnalysisofModelsandSimulationsforSpacecraftTher

3、malDesignLVJian—wei，LIUXin，YANGYong(Research＆DevelopmentCenter，ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology，Beijing100076，China)Abstract：TheNASA-STD-7009standardformodelsandsimulationsreleasedbyNASAin2008wasintroducedinthispaper．Thestandardcovered8partswhichwereprogramandprojectmanagement，models，simulat

4、ionsandanalyses，verificationandvalidationaswellasuncertaintyquantification，recommendedpractices，training，credibilityassessment，andreportingresultstOdecisionmakers．TheseriescredibilityassessmentmethodswereestablishedforM＆Stoimprovethecredibilityofthesimulationresultsandsupportthedecisionoftheprogr

5、am．BasedonasampleofthermalcontrolsystemM&SactivityforMarsExplorationRover(MER)ofJPL，theclassification，level，gradingofthecredibilityfactorinevaluationwereintroduced，andSOwastheapplicationoftheevaluationresult．Basedonourspaceflightdevelopmentsrequirements，thesuggestionsonstandardestablishment，credi

6、bilityassessmentandtechniquefoundationwereputforward，whichcouldbeservedasthereferenceforrelativestudiesandapplications．Keywords：Spacecraft；Thermaldesign；Modelsandsimulations；NASA-STD-7009standardformodelsandsimulations；Riskassessment；Credibilityfactor；MarsExplorationRover0引言航天器热设计建模仿真可分析不同热控措施的效果

7、，既能满足总体设计过程快速迭代的要求，又可节省大量试验费用的作用，对建模仿真的可靠性提出极严格的要求。目前，随着空间探索的加速发展，认识到通过建立数学模型及仿真分析开展工作的状况呈现更多、更复杂的趋势，特别是项目需做重大决策的关键时刻，建模及仿真分析提供的结果是否可信至关重要。因此，需制定一个确保建模及仿真过程可信的标准方法，为项目论证、研制乃至应用阶段的决策者提供保证。2008年，NASA发布了一份关于建模及仿真过程的标准(NAS