衛星熱制御計算ツール 戻る
JP EN ZH
Satellite Thermal

衛星熱制御シミュレーター

太陽フラックス・地球赤外・アルベド・内部発熱から均衡温度を算出。日照時・日陰時の温度変動、放熱板面積サイジング。LEO・GEO・深宇宙対応。

軌道・環境プリセット
外部熱環境
太陽定数 Gs [W/m²]1361
地球赤外フラックス qIR [W/m²]230
アルベド係数 a0.30
衛星・表面特性
太陽吸収率 αs0.15
赤外放射率 ε0.85
投影面積 As [m²]1.00 m²
全表面積 A_total [m²]6.00 m²
内部発熱 Q_int [W]100 W
日陰時間比 β_eclipse0.35
日照時 T_sun [°C]
日陰時 T_ecl [°C]
吸収熱 Q_in [W]
放熱板面積 [m²]
熱収支内訳(日照時)
▲ 軌道1周期の温度変動(日照/日陰サイクル)
▲ 放熱板面積 vs 設計温度(Q_int 変化)

理論式

熱収支(定常):$Q_{in} = Q_{out}$

$$Q_{in} = \alpha_s A_s G_s + \alpha_s A_s a G_s F_{alb} + \varepsilon_{IR} A_{IR} q_{IR} + Q_{int}$$ $$Q_{out} = \varepsilon \cdot A_{total} \cdot \sigma \cdot T^4$$

均衡温度:

$$T_{eq} = \left(\frac{Q_{in}}{\varepsilon \cdot A_{total} \cdot \sigma}\right)^{1/4}$$

放熱板サイジング:$A_{rad} = Q_{reject}/(\varepsilon \sigma T_{rad}^4 - q_{abs})$

CAE連携: 衛星熱解析には専用ツール(Thermal Desktop/SINDA、ESATAN-TMS)が使用される。ANSYS Thermalでも軌道熱負荷をThermal Load(輻射境界条件)として入力可能。View FactorはMONTE CARLO法またはHemi-cube法で計算。MLI(多層断熱)の実効放射率はε_eff = 1/N_layers × 1/ε_sheet で近似。

関連ツール

熱電変換・ペルチェ素子計算
ペルチェ素子の冷却能力・COP・ΔTmax をゼーベック係数・電気抵抗・熱コ…
原子炉動特性計算
点炉動特性方程式(遅発中性子考慮)で原子炉の出力過渡応答を計算
ステファン・ボルツマン法則・輻射計算機
ステファン・ボルツマン法則による放射熱量・放射率・黒体温度を計算
冷媒選定・冷凍能力計算
主要冷媒(R134a・R410A・R32等)の物性・蒸発温度・冷凍能力を比較計算