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计算机的发展开创了航天事业的新局面,如何解决恶劣的空间辐射环境中的抗辐射问题是航天事业发展面临的一个重要课题。抗辐射计算机模拟是解决空间辐射问题的一个重要组成部分,模拟程序的有效与否直接关系着抗辐射模拟数据的有效与否。因此,一个有效的数值模拟程序是我们解决空间辐射问题的重要基础。本文主要工作在于对SHIELD输运程序进行改造,使其更有效地进行模拟。
我们的任务是用SHIELD程序对复杂卫星模型进行辐射模拟,但我们发现该程序无法实现这个模拟过程,所以基于这个实际问题,本文主要是针对SHIELD程序的不足之处进行讨论分析并解决这些问题。
本文首先介绍了SHIELD程序的功能及其不足之处,例如:几何模块构建过于简单,不能模拟带电粒子能谱入射的情况,没有给出模拟累积误差计算,对一些特殊粒子运动处理存在问题……等。然后,本文阐述了对SHIELD程序进行改造的理论基础,包括二次曲面的基本理论和空间坐标变换等,并且说明如何运用这些理论基础实现SHIELD程序的改造;本文还对SHIELD程序中存在的一些问题进行讨论和修改,而且增加了几个新的功能,如:能谱入射、误差计算等,以此来完善改造后的SHIELD程序。同时,本文还介绍了一些有关粒子输运问题中的Monte-Carlo方法。最后,我们给出了用改造后的SHIELD程序对复杂卫星模型进行能谱入射模拟的模拟结果,并对这个模拟结果进行分析说明。
本文的主要贡献在于改造SHIELD程序,拓展该程序的模拟范围,使其更高效地运行并提供更有效的模拟数据。