FASTRAD - 空间辐射分析软件
在过去的 15 年中,FASTRAD® 已被航天工业公认为辐射剂量分析和屏蔽优化的参考软件。
在各地,每天有 150 多家卫星集成商、航天机构和子系统制造商在使用 FASTRAD®。
该软件允许其用户减少整体屏蔽质量并提高设备的辐射硬度。由于其 CAD 几何导入模块,组件、子系统或卫星结构的 3D 建模从未如此简单!
FASTRAD® 是空间辐射分析、扇区分析(minimum和倾斜光线追踪)等关键计算、新的和改进的逆蒙特卡罗方法的解决方案。
FASTRAD®模块,发现全部功能:
辐射CAD界面和数据交换
简化配置,限于创建和处理3D辐射模型,允许导入和导出整个STEP对象特征。
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CAD界面
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图形用户界面将允许您创建和处理几何图形:
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插入简单的形状(盒子、平板、圆柱、球体、圆锥、三棱柱、椭圆圆柱和圆环、挤压梯)
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查看器3D / 2D +对象处理器(旋转、平移等)
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带数据库的材料定义接口
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挖空并合并简单的形状以及来自导入的.STEP文件的形状
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显示和截图工具
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质量计算
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物料管理工具(显示、替换、列表清理)
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探测器处理工具
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搜索工具
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量具
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剪切平面
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CAD导入
导入以 STEP 格式(AP209、AP214)编写的模型。CAD 工具可以生成兼容的 STEP 文件。
增强的阅读器功能还允许导入:
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等级制度
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固体的名称
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固体的颜色
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组件数据库
允许管理 FASTRAD® 模型数据库的界面。使用此对话框时,您可以将模型存储在数据库中,也可以将数据库的全部模型插入到当前的 FASTRAD® 模型中。
FASTRAD® 随附有广泛的组件封装模型库(扁平封装、TO 等)。邀请用户补充该数据库。
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与其他辐射代码交换
C++GEANT4 项目导出:
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将 FASTRAD® 模型导出为 GDML 2.7 格式
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几何转换器
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粒子源定义
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灵敏体积检测器定义
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直方图(剂量、LET 等)
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物理过程的选择
光线追踪计算
使用 3D 模型中的点创建实体并执行基本计算:扇区分析(小和倾斜光线追踪)、等效厚度、光线视图和屏蔽映射。
1、光线追踪TID和TNID
通过扇区分析对全部包含简单形状或细分体积(来自 STEP 或 IGES 格式文件)的 Fastrad 模型进行剂量计算。
提出两种计算方法:
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倾斜的(与实体球体剂量深度曲线相关)
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“minimum路径”方法(具有壳形剂量深度曲线)
该接口专用于计算敏感区域的位移损伤等效通量 (DDEF) 和 TID
2、屏蔽优化工具
由于以下原因,可以显示通过扇区分析计算的交叉厚度:
应用于不同厚度值的颜色代码。
在选定表面上显示屏蔽的热点映射。色标显示了辐射屏蔽方面关键的位置。
3、六面等效厚度
6 个面等效厚度对话框允许计算全部探测器在 6 个方向(+/-X、+/Y、+/-Z)中的每一个方向上看到的等效厚度。
用户可以设置模拟等效屏蔽的屏蔽盒大小。
4、扩展建模
用户能够使用现有实体的边缘创建点并应用不同的变换(投影、空间等)。
特定的形状定义界面允许通过直接选择 3D 图形的点
来创建 FASTRAD® 实体。
脚本模块和蒙特卡罗计算
一种脚本语言,允许用户与主要的 FASTRAD 实体、参数化任务、处理自定义文件格式等进行交互。该服务还为您提供了很有效的蒙特卡罗计算的关键:正向和反向蒙特卡罗计算都可用. 蒙特卡罗基于粒子与物质的实际物理相互作用。它考虑了材料成分和粒子行为,以获得更高的精度。计算可以在多个线程上运行(并行化)以减少计算时间。前向和反向 MC 两种计算可以通过命令行(批处理文件)启动,并在可选参数(镜头数、输出文件、线程数等)中为给定的 '.ray 定义几个计算参数' 模型。
1、内部充电
在简单的内部电荷分析中,FASTRAD 计算在电介质中的两点检测器之间停止的净电子通量 (pA/cm²)。
在内部电荷分析中,FASTRAD 计算五个量:入射电子通量 (pA/cm2)、电荷沉积速率(总)(C/m3/s)、电荷沉积速率(初级)(C/m3/s )、剂量率 (rad/s) 和沉积能量 (MeV)。这些数量针对体积计算。
这些计算基于蒙特卡罗粒子传输方法。
2、脚本模块
节省辐射分析时间:
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多选:用户现在可以同时与选择的形状进行交互
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Sigma(错误)停止标准:用户现在可以定义错误标准,每个检测器的计算将根据该标准停止
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Monte-Carlo 模块中的计算恢复:用户现在可以在停止的地方恢复 RMC 计算,以便发射更多粒子并获得更好的收敛性
使用脚本模块自定义 FASTRAD®:
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脚本语言: FASTRAD 中集成了一种脚本语言。它允许用户与主要的 FASTRAD 实体、参数化任务、处理自定义文件格式等进行交互。
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脚本集成开发接口:用户可以自己编写脚本
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脚本组合:用户可以存储并快速执行自己的脚本文件
3、电子、质子和光子的3D真相蒙特卡洛传输
该模块允许使用前向蒙特卡罗算法执行计算。可以考虑初级电子、质子和光子以及次级电子和光子。可以定义范围广泛的源几何形状。可以使用单能通量或连续能谱进行计算。可以在 3D 模型中选择几个敏感体积。结果是:
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沉积的能量
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剂量
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粒子注量
选择轨迹后,可以可视化粒子轨迹并显示交互属性。
3D 映射模块允许计算敏感区域中的沉积能量、传输通量和相关误差。使用此工具可以轻松识别关键区域。
4、入射电子和质子的3D逆蒙特卡罗
使用反向蒙特卡罗对入射电子和质子通量进行剂量估计。
对于包括不同几何尺度的复杂 3D 模型,使用标准(前向)蒙特卡罗方法计算剂量变得很耗时。反向蒙特卡罗方法为准确的 TID 计算提供了很好的解决方案。
初级和次级电子、初级质子和次级光子 (Bremsstrahlung) 都被考虑在内。可以考虑点检测器和敏感体积来获得:
– 沉积的电离剂量:总和每个粒子类型
– 总非电离剂量(NIEL 表)
– 每个粒子类型的透射通量
TID 和 TNID 计算是根据分配给准时或体积目标的材料执行的。
请注意,反向蒙特卡罗方法专用于各向同性环境。反向 MC 模块还建议可视化粒子轨迹并在选择轨迹时显示交互属性。3D 映射模块允许计算敏感区域中的沉积能量、传输通量和相关误差。Reverse MC 模块能够为全部探测器和敏感体积生成一个映射文件,或包含全部选定探测器的合并映射文件。
系统要求:
FASTRAD® 在 Windows 系统(Vista、7、8 和 10)、32 和 64 位操作系统上运行。由于 Windows 模拟器(Wmware 等),它也可以在 Linux 或 MacO上运行。
低要求:
–操作系统: Windows Vista/7/8/10
– CPU 类型: 2Ghz 32 位(x86) 或 64 位(x64)
–内存: 512 Mb
–显卡:集成或专用 GPU,与 OpenGL 2.1 兼容
–磁盘空间: 150 Mb
高要求:
–操作系统: Windows Vista/7/8/10
– CPU 类型: 3Ghz 64-bit(x64) 8 线程
–内存: 8Gb
–显卡:与 OpenGL 2.1 兼容的专用 GPU 和 1Gb 内存
–磁盘空间: 1 Gb
–磁盘类型: SSD
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