شماره ركورد
33542
پديد آورنده
رامين توپچيلاري
عنوان
مدل سازي بهينه جانمايي زيرسيستمهاي ماهواره با استفاده از الگوريتمهاي هوشمند چند هدفه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي هوافضا- فناوري ماهواره
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/12/20
استاد راهنما
مجيد بختياري
استاد مشاور
/
دانشكده
دانشكده فناوريهاي نوين
چكيده
طراحي بهينه جانمايي زيرسيستمهاي ماهوارههاي كوچك به منظور افزايش عملكرد و موفقيت مأموريت، شامل تعيين محل اجزاي مختلف ماهواره است. در اين فرآيند، قيود ديناميكي، حرارتي و بودجه تواني نقش كليدي دارند. زيرسيستمها بايد در دماهاي خاص عمل كنند و انرژي بهطور بهينه تخصيص يابد. محيط فضايي و تغييرات دمايي شديد اين چالشها را پيچيدهتر ميكند. براي حل اين مسائل، الگوريتمهاي تكاملي به بهينهسازي توزيع دما، كاهش وزن و هزينه و تخصيص توان كمك ميكنند. در اين پژوهش به منظور به حداقل رساندن مماناينرسي، فاصله بين مركز سطح و مركز جرم و ميزان توان مصرفي زيرسيستم كنترل حرارت ماهواره با در دست داشتن مدل هندسي و شرايط و پارامترهاي مداري به طراحي جانمايي بهينه زيرسيستم هاي ماهواره براساس الزامات حرارتي پرداخته مي شود. براي پيش بيني شرايط محيطي، نياز به مدل سازي ماهواره مورد نظر در يك محيط كامپيوتري به وسيله يك نرم افزار احساس مي شود. اين نرم افزار علاوه بر مدل سازي بايد قادر به تعيين شرايط و تأثيرات مداري باشد تا بتواند ضرايب ديد، كوپلينگ هاي حرارتي بين قطعات، شارهاي حرارتي و مدت زمان قراگيري ماهواره در سايه و نيم سايه را محاسبه كند. به همين علت براي تحليل حرارتي و مدل هندسي ماهواره از نرم افزار تخصصي Siemens NX استفاده شده و با نرم افزارهاي تخصصي استفاده شده در مقاله نمونه مثل ترمال دسكتاپ و سيندا فلوئينت مقايسه مي شود. در ادامه از تحليل هاي به دست آمده از اين نرم افزارها، در طراحي جانمايي بهينه، استفاده مي شود. الگوريتم بهينه سازي مورد استفاده در اين تحقيق الگوريتم ژنتيك مي باشد كه در محيطي يكپارچه با نام modeFRONTIER و به عنوان هسته تصميمگير و كنترل كننده ابزارهاي تخصصي مدلسازي و تحليل جهت حصول مجموعهاي از جوابهاي نامغلوب و منتخب انجام ميشود هدف از اين امر تأمين تمامي يا مقداري از توان حرارتي به وسيله جانمايي مي باشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/05/20
عنوان به انگليسي
Optimal Satellite Subsystems Layout design Using Multi-Objective Intelligent Algorithms
تاريخ بهره برداري
3/11/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رامين توپچيلاري
چكيده به لاتين
Optimal design of satellite subsystem layout is crucial for enhancing the performance and mission success of small satellites. This process involves determining the optimal placement of various satellite components while considering dynamic, thermal, and power budget constraints. Subsystems must operate within specific temperature ranges, and energy must be allocated efficiently. The challenges are further complicated by the space environment and extreme temperature fluctuations. To address these challenges, evolutionary algorithms are employed to optimize temperature distribution, reduce weight and cost, and allocate power effectively. In this research, the objective is to minimize the moment of inertia, the distance between the center of surface area and the center of mass, and the power consumption of the satellite’s thermal control subsystem. This is achieved by designing the optimal layout of satellite subsystems based on thermal requirements, given the geometric model, orbital conditions, and relevant parameters. To predict environmental conditions, the satellite must be modeled in a computational environment using specialized software. This software must not only model the satellite but also determine orbital conditions and their effects to accurately calculate view factors, thermal couplings between components, heat fluxes, and the duration of satellite exposure to shadow and penumbra. Therefore, for thermal analysis and geometric modeling of the satellite, the specialized software Siemens NX is utilized. The results are then compared with other specialized software used in reference studies, such as Thermal Desktop and SINDA Fluent. The thermal analysis results obtained from these tools are subsequently used to design the optimal subsystem layout. The optimization algorithm employed in this study is the Genetic Algorithm, implemented in an integrated environment called ModeFRONTIER. This environment serves as the decision-making core and controller for specialized modeling and analysis tools, enabling the acquisition of a set of non-dominated and optimal solutions. The primary objective is to provide all or part of the required thermal power through optimal subsystem placement, thus enhancing energy efficiency and thermal management in the satellite system.
كليدواژه هاي فارسي
طراحي جانمايي , جانمايي بهينه ماهواره , نرم افزار بهينه سازي , الگوريتمهاي بهينهساز
كليدواژه هاي لاتين
Layout Design , Optimal Satellite Layout , Optimization Software , Optimization Algorithms
Author
Ramin Toopchilari
SuperVisor
Dr. Majid Bakhtiyari