航空航天工业是国家的技术前沿和骨干行业，其产品开发和制造技术水平，不仅是质量和效率的保障，更是国家实力和形象的象征。当前，数字化技术已经成为全球航空航天工业产品开发和生产的最有力手段和企业的核心竞争能力。在国内，CAD/CAM的成功应用也证明了数字化技术的巨大价值。所谓CAE技术，也就是通过数字化手段，分析验证产品的性能、安全性和可靠性，是产品研发和制造数字化技术的核心。NX Thermal是国际著名的 CAE软件，它以解决实际航天工业问题能力和强大的功能赢得广泛声誉。

NX TMG 空间系统热分析

航天系统热分析的必要性

1.  工作期间长且维修不易

2.  太空环境恶劣,真空,低温, 太阳辐射强

3.  可靠度要求高

4.  卫星负载与来愈高,能量需求也逐渐增多, 热控系统愈来愈复杂

5.  实验验证困难度高

传统有限元技术应用于航天热分析的优缺点

优点

1.利用仿真技术模拟实验,具有周期短, 耗费低的优点,经过长期的经验证实, 热分析结果可靠度高

2.设计初期即发现问题及时改善

缺点

1.网格划分技术要求较高, 对于复杂的模型网格划分将非常困难, 网格划分的不合理将导致计算结果不可靠或是无法计算。

2.航天系统的热分析边界条件定义困难, 一般有限元分析法不能进行人造卫星及轨道热分析,  且处理辐射问题比较单一及繁琐。

NX热流分析介绍  热流分析产品架构 工业应用型分析模块

NX 在CFD与热传分析应用领域

NX Space Systems Thermal

与NX完全整合的操作环境

用户可以在NX环境下创建多个解决方案，并对于给定的有限元分析拖放仿真组件指定热分析边界条件(轨道及耦合等.) 瞬态分析结果检视自动生成报告

可求解稳态与瞬时热传

可同时偶合传导, 对流与辐射分析

可将不连续网格进行热耦合

可以瞬时控制热源变化

自动求解热流耦合现象

线性或非线性材料参数

线性或非线性边界条件

NX Advanced Thermal– 高级热分析求解器

NX Thermal的附加模块

加热器自动控制

可设定进阶光学性质

蒙地卡罗法计算辐射热传

可进行太阳辐射分析

可设定辐射热源

可设定非灰体辐射

辐射可以传导及对流耦合

制冷芯片

焦耳热传

可建立一维管流模型

多层薄壳材料设定

烧结碳化分析

用户自定程序

并行计算

NX Flow– 流体分析求解器

有限体积计算核心

可解稳态与瞬时分析

完整Navier Stoke 方程式求解

可解内外流场

可自动耦合不连续网格

可自动局部网格修正及边界层网格修正

可进行多孔介质设定

线性或非线性流体边界条件

NX Advanced Flow– 高级流体分析求解器

NX Flow的附加模块

可计算高速可压缩流体

非牛顿流体(黏滞流)

更多紊流模式(SST, k-W, etc)

RFR与MRF 旋转流体

可进行刚体静态运动,如滑动, 转动等

可进行风扇驱动 流量控制

粒子流及质传分析

烟雾, 颗粒

粒子沉积追踪

循环对称及周期性边界条件

多孔界质分析

湿度及凝结现象分析

室内空调舒适度分析

人造卫星相关基础知识

天球坐标

卫星轨道参数

常用卫星轨道

地球同步轨道(Geosynchronous Orbit)

太阳同步轨道(Sun-synchronous Orbit)

极地轨道(Polar Orbit)

近地球轨道 (Low Earth Orbit)

太空变轨

太空变轨意即『在太空中改变飞行轨道』，卫星发射公司的运载火箭，

通常只负责把卫星从地面发射至近地轨道(200公里高)，作为停泊轨道

(Parking Orbit)。若要让通讯卫星在地球同步轨道(Geosynchronous

Orbit) (35,786公里)上运行操作，就需要把飞行轨道从运行中的停泊轨

道推高至地球同步轨道，那便需作太空变轨行动。

轨道热的三种型式

Direct solar radiation

Albedo

Planet IR 

NX SST 用于航天系统的解决方案特色

强大的辐射分析能力

辐射效应占航天系统分析中很重要的一环，NX可依照物体表面颜色、透明度、粗糙度给予不同的光学设定，依据这些设定能仿真辐射在物体表面的吸收、反射与折射效应。

 多层板单元

TPS多层热载保护系统可以一层二维单元来建模, 节省建模与计算时间

各层材料间可以自动根据迭层厚度与传导性计算热传导

顶部与底部可以用热耦合的方式与其他几何对象连接

支持非等向性与温度相关材料 

可跟对各层材料个别显示后处理结果

瞬态刚体运动

平移及旋转接头, 轨道追踪定向

父子接头关系, 可以模拟复杂刚体运动

角系数与辐射热通量随时间而变化

自旋效应

仿真刚体旋转对物体产生的效应

旋转速度远高于热传速度

自由分子热

计算低轨道卫星载高速运动时

与稀薄空气摩擦所产生的热量

焦耳热

仿真电流或电压产生的热效应

 加热控制器

 可以针对特定区域放置传感器, 随时监控温度, 并针对该区域做温度控制, 控制热源的功率及开关时间.

 可以输出加热器温控历时纪录