先了解一下卫星在轨的广阔市场
卫星在轨市场是一个庞大且不断发展的领域，涵盖了卫星的设计、制造、发射、运营、维护以及相关的服务和应用。
一、市场概述
卫星在轨市场是指与卫星在地球轨道上运行相关的所有活动和服务。随着航天技术的不断进步和应用的日益广泛，卫星在轨市场呈现出快速增长的趋势。
二、市场细分
卫星制造市场：
市场规模：根据未来宇航研究院的统计数据，截至2022年5月底，国内共发布62项商业卫星星座计划，其中通信应用服务的有19项。预计到2029年，我国将发射总计约8,381颗商业卫星，显示出巨大的市场需求。
投资规模：若按照每颗卫星平均投入成本约3000万元计算，62项商业卫星星座计划总投资规模预计约为2,514亿元，其中通信应用服务的星座计划计划总投资规模约为1,014亿元。
卫星发射市场：
市场需求：随着商业卫星星座计划的不断推进，卫星发射市场需求持续增长。根据估算，未来7年通信应用服务的星座计划卫星发射市场需求规模约828亿元，年均市场需求规模近118亿元。
发射价格：火箭发射价格受多重因素影响，但现阶段市场平均价格在12-15万元/kg区间。
卫星测控市场：
市场收入：卫星测控领域的市场收入主要包括按卫星运行轨数收费、卫星上有 重要控制收费、卫星发生故障后的监测排查收费等多个方面。预计未来卫星测控业务收入或将超过60亿元。
在轨服务市场：
服务内容：在轨服务是指在空间为有人或无人的航天器提供服务，主要包括在轨延寿、空间碎片及失效航天器清理、在轨制造等。
市场规模：根据NSR的报告，全球在轨服务市场总规模在未来十年预计将突破百亿美元，达到143亿美元。其中在轨延寿市场规模最大，碎片清理市场则具有最高的复合年均增长率。
三、市场驱动因素
技术进步：航天技术的不断进步降低了卫星制造和发射的成本，提高了卫星的性能和可靠性，推动了卫星在轨市场的快速发展。
政策支持：各国政府纷纷出台政策支持航天产业的发展，包括提供资金补贴、税收优惠等，为卫星在轨市场提供了良好的发展环境。
市场需求：随着通信、导航、遥感等应用领域的不断拓展，对卫星在轨服务的需求也在不断增加。
四、市场挑战
技术难度：卫星在轨服务涉及复杂的技术问题，如高精度定位、稳定控制、数据传输等，需要不断的技术创新和突破。
市场竞争：随着越来越多的企业进入卫星在轨市场，市场竞争日益激烈，需要企业不断提高自身的核心竞争力。
法规限制：不同国家和地区对卫星在轨活动的法规限制存在差异，企业需要遵守相关法规要求，避免违规操作。
五、未来展望
随着航天技术的不断进步和应用的日益广泛，卫星在轨市场将继续保持快速增长的态势。未来，随着低轨卫星互联网、高轨通信卫星等新型卫星系统的建设和运营，卫星在轨市场将迎来更加广阔的发展空间。同时，随着在轨服务技术的不断成熟和应用场景的不断拓展，在轨服务市场也将成为卫星在轨市场的重要增长点。
再了解一下CAE在卫星在轨领域的应用。非常广泛，设计、测试、优化和维护全流程皆参与。
一、卫星设计阶段的CAE应用
结构分析与优化：
CAE仿真技术可以在卫星设计阶段进行结构分析，模拟卫星在不同载荷条件下的应力、应变和变形情况，从而评估卫星的结构完整性和承载能力。
通过CAE仿真，工程师可以优化卫星的结构设计，减轻重量，提高刚度和强度，同时降低制造成本。
热分析与热控设计：
卫星在轨运行时，会受到太阳辐射、地球红外辐射、地球反照等多种热源的影响，导致卫星表面和内部温度发生变化。
CAE仿真技术可以进行热分析，模拟卫星在轨运行时的热环境，评估热传递和热结构响应，为热控系统的设计提供依据。
通过优化热控系统，可以确保卫星内部设备在合适的温度范围内工作，提高卫星的可靠性和寿命。
流体动力学模拟：
对于需要进行姿态控制和轨道调整的卫星，其姿态和轨道控制发动机喷管向真空环境的喷流等流体动力学现象需要进行精确模拟。
CAE仿真技术可以模拟这些流体动力学过程，帮助工程师优化发动机的设计和喷流参数，提高姿态控制和轨道调整的精度和效率。
二、卫星测试阶段的CAE应用
在轨测试：
卫星在轨测试是确保卫星正常运行的重要步骤。CAE仿真技术可以在地面模拟卫星在轨运行的各种工况，进行虚拟测试。
通过虚拟测试，可以及时发现潜在的问题和风险，减少在轨测试的次数和成本，提高测试效率。
故障诊断与预测：
CAE仿真技术还可以用于卫星的故障诊断与预测。通过模拟卫星在轨运行时的各种工况和故障模式，可以训练故障诊断模型，提高故障诊断的准确性和及时性。
同时，还可以预测卫星的剩余寿命和性能退化趋势，为卫星的维护和管理提供决策支持。
三、卫星维护与优化阶段的CAE应用
性能评估与优化：
在卫星运行过程中，CAE仿真技术可以用于评估卫星的性能指标，如通信能力、导航精度、遥感分辨率等。
通过分析卫星的性能数据，可以找出性能瓶颈和优化空间，为卫星的性能优化提供指导。
任务规划与调度：
对于多任务卫星或星座系统，CAE仿真技术可以用于任务规划和调度。通过模拟不同任务的需求和约束条件，可以优化任务执行顺序和资源配置，提高卫星系统的整体效能。
最后看看索辰科技的公开报道
近日，第二十六届中国科协年会主论坛上发布了2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。中国力学学会推荐的“多尺度非平衡流动的输运机理”入选2024十大前沿科学问题。
稀薄气体与湍流中的非平衡流动现象
稀薄气体流动中，气体分子间的碰撞频率较低，导致了分子分布函数偏离Maxwell-Boltzmann分布，从而表现出非平衡特性。湍流中，各种尺度的涡旋结构相互作用，能量在不同尺度间传递并耗散，导致了瞬态和局部非平衡现象。通过对这些现象的深入研究，我们能够揭示非平衡流动的输运机制，进而建立起微观相互作用与宏观流动特性的联系。这对于理解和预测复杂流动行为，优化流体力学模型，提升航空航天器的设计和性能具有重要意义。
为了考虑多尺度非平衡流动效应，索辰科技开发了一系列先进的流体求解器，涵盖多尺度跨流域仿真、高温气体热/化学非平衡流动模拟、稀薄气体仿真、格子Boltzmann方法（LBM）仿真和基于气体动理学格式（GKS）的瞬态空气动力学模拟。这些求解器特别适用于开展稀薄气体和湍流的多尺度非平衡流动现象研究，探索非平衡流动输运机制。
多尺度跨流域仿真
索辰的多尺度跨流域仿真采用了创新的Unified Gas-Kinetic Wave-Particle (UGKWP) 算法，能够自适应地解决连续-稀薄流动问题。支持连续区、滑移区、过渡区和自由分子流区域的统一流动模拟。并且计算网格尺寸无需小于分子平均自由程，只需解析流场宏观结构，从而降低计算复杂度，提高计算效率。
高温气体热/化学非平衡流动模拟
在高速飞行条件下，气动加热导致的非平衡现象尤为显著。索辰的高温气体热/化学非平衡流动模拟通过支持双温度模型，分别求解平动-转动能量和振动能量守恒方程，能够更准确地模拟飞行器表面的热载荷，评估热防护系统设计。
此外，软件支持化学非平衡模型，能够模拟由于极高温度和压力导致的化学反应速率和成分变化，从而精确预测气体的比热、粘度、导热性和辐射特性
稀薄气体仿真
索辰稀薄气体仿真基于直接模拟蒙特卡罗方法（DSMC），通过模拟微观粒子的运动和碰撞过程，解决高Knudsen数流动问题。这种方法适用于高空高超声速航天器再入、火星着陆、卫星在轨气动力等复杂情况。
自适应笛卡尔网格加密（AMR）技术进一步提高了模拟精度，确保网格单元尺寸小于分子平均自由程，同时支持VHS/VSS分子碰撞模型、内能松弛和化学反应模型，能够模拟单组分和多组分混合物的热平衡、热非平衡、化学反应和电离过程。
格子Boltzmann方法（LBM）仿真
索辰高性能格子Boltzmann求解器实现了跨平台大规模高精度流体仿真，具有显著的技术优势。采用四阶耗散精度的cumulant LBM方法，求解器在数值稳定性和精度方面表现出色。采用单套分布函数的碰撞迁移算法大幅减少内存使用，使得在24GB显存的GPU上能够进行1亿网格的计算。快速多层级局部加密网格生成技术在30秒内生成五千万网格并支持七层加密、近壁边界层网格加密宽度可调。
求解器支持Linux和Windows操作系统，兼容CPU、GPU和国产DCU并行计算环境，能够在HPC集群上进行跨节点和多GPU的大规模计算。还支持Smagorinsky和QR等LES亚格子尺度湍流模型，为多尺度非平衡湍流高精度模拟提供有力支持。
基于气体动理学格式（GKS）的瞬态空气动力学模拟
在探索多尺度非平衡流动现象时，气体动理学格式（Gas-kinetic scheme, GKS）提供了一种更符合物理实质的数值模拟框架。GKS是基于Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）模型，可从介观尺度准确描述流体的宏观特性。此方法特别适合瞬态流动分析，能够捕捉流体动力学中的细微变化，为理解和预测多尺度非平衡流动行为提供了强大的工具。
索辰基于GKS瞬态空气动力学模拟工具具有两种核心求解器：功能全面的笛卡尔网格求解器和全速域非结构求解器。这些求解器结合了丰富的物理模型、先进的数值算法和前后处理功能，以适应不同的工程需求。笛卡尔网格求解器采用Cut-cell技术，能够适应任意复杂的表面网格，无需清理几何细节。它能够快速生成空间网格，通过动态自适应AMR技术，自动根据流体特性动态调整网格密度，以捕捉流场细节。这种技术平衡了计算开销与求解精度之间的矛盾，适用于处理高度动态的流动场景。全速域非结构求解器支持基于斜率压缩因子的高空间精度和高时间推进精度的计算（三阶、四阶精度），使其在处理非平衡、高速和复杂几何条件下的多尺度流动时显示出强大的性能。
通过索辰流体仿真软件的多尺度仿真求解能力，我们可以研究稀薄气体和湍流中的多尺度非平衡流动现象。这将增强我们对复杂非平衡流动形成机理的认识，进而为航空航天关键技术奠定坚实的理论基础。未来，随着计算技术和物理模型的不断进步，索辰将继续推动流体仿真技术的发展，为解决更加复杂的工程问题贡献。