Preprocesador

Referencia rápida

Uso general

python3 main.py <operación> <directorio>

Donde operación define las tareas a realizar y directorio es la carpeta en donde se buscarán los archivos requeridos.

Ejemplos:

python3 main.py process home/usuario/proyectos/satelite
python3 main.py process ./proyectos/satelite
python3 main.py viewm ./proyectos/satelite
python3 main.py viewn ./proyectos/satelite

Estructura de properties.json

El archivo properties.json presenta tres secciones principales "global_properties", "materials" y "conditions"

Propiedades globales

"global_properties": {
    "albedo": 0.2,
    "earth_ir": 225.0,
    "solar_constant": 1361.0,
    "initial_temperature": 200.0,
    "element_ray_amount": 5000,
    "earth_ray_amount": 5000,
    "element_max_reflections_amount": 3,
    "orbit_divisions": 15,
    "simulation_time": 86400.0,
    "time_step": 10.0,
    "snap_period": 25.0
}

"albedo": Fracción de la luz solar recibida por la Tierra que es reflejada. Escalar positivo menor a uno.
"earth_ir": Radiación infrarroja terrestre (\( \frac{W}{m^2}\)).
"solar_constant": Radiación solar (\( \frac{W}{m^2}\)).
"initial_temperature": Temperatura inicial por defecto. Puede ser sobreescrita por las condiciones (\( K \)).
"element_ray_amount" y "earth_ray_amount" establecen la cantidad de rayos a utilizar por elemento para radiación elemento-elemento y elemento-tierra (albedo e ir), respectivamente.
"element_max_reflection_amount" es el límite de reflexiones en radiación elemento a elemento.
"orbit_divisions" establece la cantidad de puntos de la órbita a considerar, aunque es posible que se tomen menos puntos si los puntos de referencia que calcula GMAT se encuentran muy concentrados en algunas secciones.
"simulation_time": Tiempo total a simular (\( s \)).
"time_step": Intervalo de discretización. Valores más pequeños aumentan la presición, a costa de aumentar el tiempo de cálculo total (\( s \)).
"snap_period": Intervalo de muestreo de resultados. El tiempo total debe ser múltiplo de él (\( s \)).

Materiales

"materials": {
    "properties": {
        "materialA": {
            "thermal_conductivity": 0.0,
            "specific_heat": 900.0,
            "density": 2700.0,
            "thickness": 0.05,
            "alpha_sun": 1.0,
            "alpha_ir": 1.0,
       }
       "materialB": { ... }
    },
    "elements": {
        "materialA": [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]
        "materialB": [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]
    }
}

Se divide en dos subsecciones, siendo la primera "properties", en donde se especifican las caracteristicas físicas de los materiales y la segunda "elements", en donde se indica a través de un arreglo a qué elementos corresponden dichos materiales.

Las propiedades de los materiales son:

"thermal_conductivity": Conductividad térmica (\( \frac{W}{m . K}\)).
"specific_heat": Calor específico (\( \frac{J}{kg . K}\)).
"density": Densidad (\( \frac{kg}{m^3}\)).
"thickness": Grosor (\(m\)).
"alpha_sun": Absortividad en frecuencias del espectro solar. Escalar positivo menor a uno.
"alpha_ir": Absortividad en el espectro infrarojo. Escalar positivo menor a uno.

Conditions

"conditions": {
    "properties": {
        "conditionA": {
            "flux_on": true,
            "flux": 100.0,
            "initial_temperature_on": true,
            "initial_temperature": 273.15,
            "two_sides_radiation": true
            "flux": 10.0
       }
    },
    "elements": {
        "conditionA": [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]
    }
}

Se divide en dos subsecciones, siendo la primera "properties", en donde se especifican las características de las condiciones y la segunda "elements", en donde se indica a través de un arreglo a qué elementos corresponden dichas condiciones.

Las características de una condición son:

"flux_on": Considerar valor de flujo inicidente. Booleano.
"flux": Flujo constante incidente (\( \frac{W}{m^2}\)).
"initial_temperature_on": Considerar valor de temperatura inicial. Booleano.
"initial_temperature": Temperatura inicial del elemento(\(K\)).
"two_sides_radiation": Indica si debe considerarse la orientación del elemento (dirección de su normal según la regla de la mano derecha) al proyectar rayos elemento a elemento.

Procesamiento de factores de vista

Archivos necesarios: mesh.vtk, properties.json, ReportFile.txt, EclipseLocator.txt

Calcula factores de vista entre elementos del satélite, Tierra y el Sol.

Ejecución de ejemplo de operación process

Almacena los resultados en un archivo binario view_factors.vf.

Visualización de materiales

Archivos necesarios: mesh.vtk, properties.json

Muestra en tres dimensiones los materiales asignados a cada elemento sobre el modelo.

Ejecución de ejemplo de operación viewm

Visualización de orientación de normales

Archivos necesarios: mesh.vtk

Muestra en tres dimensiones la orientación (dirección de la normal) de cada elemento sobre el modelo.

Ejecución de ejemplo de operación viewn

Agni B3V