10 / 13
А.А. Солуянов
24
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
Расчет площади миделя
k
-й площадки СГМ КА по отношению к потоку
излучения проводится с использованием матрицы номеров площадок
z
-буфера.
Для этого в области буфера в границах растра площадки подсчитывается число
относящихся к ней пикселей:
max
max
min
min
,
,
n n m m
n n m m
k
n m
N
где
,
n m
— функция принадлежности пикселя с номерами
n
,
m
растру
k
-й пло-
щадки:
,
n m
= 1
,
если пиксель принадлежит растру, в противном случае
,
n m
= 0
.
Полученное значение
N
k
фактически является площадью миделя
k
-й пло-
щадки в безразмерном виде. Переход к размерной величине осуществляется пу-
тем умножения на площадь
s
2
пикселя. Полные лучистые потоки к площадкам
СГМ КА определяются суммой потоков от всех внешних источников. Для этого
расчет миделей, следовательно, и построение изображений СГМ КА необходи-
мо выполнить для каждого источника. Имея информацию о том, какие площад-
ки СГМ аппроксимируют те или иные КЭ КА, можно определить падающие на
них тепловые потоки.
Приведенный алгоритм был реализован на языке Фортран 95. Для оценки его
быстродействия была проведена серия расчетов площадей миделей элементов КА
для СГМ с разным числом площадок при различных значениях размера
z
-буфера.
Тесты проводились на компьютере с центральным процессором AMD Phenom II
X3720 2.8 ГГц, 8 ГБ оперативной памяти и операционной системой Microsoft
Windows 7
64. Для компиляции программы использовался Free Software Founda-
tion gfortran 4.7.0. Результаты тестирования приведены в таблице.
Время выполнения единичного расчета в зависимости от числа площадок СГМ КА
и размера
z-
буфера
Число площа-
док СГМ
Время расчета (с) при различных значениях размера
z
-буфера (пиксели)
400
400
600
600
800
800
1000
1000
2000
< 0,001
0,015
0,031
0,063
3000
< 0,001
0,015
0,031
0,063
4000
0,001
0,016
0,032
0,064
5000
0,001
0,016
0,032
0,064
Результаты тестирования показывают, что время единичного расчета в ис-
следованных пределах изменения влияющих на него параметров слабо зависит
от числа площадок на внешней поверхности модели, а определяется главным
образом разрешением изображения. Полученные оценки быстродействия поз-
воляют сделать вывод, что расчет лучистых потоков к КЭ КА от Солнца и мно-
жества зон подсветки на поверхности Земли (до нескольких сотен) может быть
выполнен за приемлемое время. Практика моделирования тепловых режимов