使用HyperWorks生成雷達截面或天線(xiàn)位置電子分析

雷達截面(RCS)和安裝天線(xiàn)位置是飛機設計的重要參數。RCS是目標可檢測性的衡量指標，例如飛機對于雷達的可檢測性。較大的RCS表示目標(例如噴氣式飛機)容易被檢測到。SELEX GRLILED公司使用HyperWorks生成任意大的曲面網(wǎng)格并在單元上定義電子屬性。生成的網(wǎng)格用于在電磁(EM)求解器中計算飛機的RCS或確定如何放置天線(xiàn)以獲得最佳性能。 本案例使用一個(gè)1億單元的快速?lài)姎馐斤w機網(wǎng)格模型用于雷達追蹤和隱身性。

SELEX GRLILED是防務(wù)電子市場(chǎng)的領(lǐng)導者，在空中任務(wù)關(guān)鍵系統和戰場(chǎng)及國土安全領(lǐng)域具有顯著(zhù)優(yōu)勢。SELEX GRLILED是一家真正的全球化公司，在五大洲擁有大約7000名員工。

挑戰

要生成1億個(gè)單元的曲面網(wǎng)格需要先將幾何切分為更小的曲面，每個(gè)曲面需要足夠小以便能夠使用網(wǎng)格劃分算法高效地劃分網(wǎng)格。這就要求將結構模型和微波仿真工具相結合，使用EM求解器生成電子分析層面認為足夠小的高質(zhì)量曲面網(wǎng)格。所有單元必須達到電子分析層面的足夠小，一個(gè)指導性的原則是三角形邊的長(cháng)度介于λ/ 8和λ/12之間，這樣可以在求解的穩定性和模型規模之間很好地折中。同時(shí)大量的小尺寸單元還會(huì )影響內存需求和求解運行時(shí)間，所以必須優(yōu)化三角形單元的長(cháng)度。

解決方案

SELEX GRLILED使用HyperWorks生成大量的小尺寸單元并使用矩方法(MOM)描述多大及多復雜的結構可以和電磁場(chǎng)交互。一種被稱(chēng)為多級快速多極(MLFMM)算法的方法被開(kāi)發(fā)出來(lái)，該方法可以更好地處理大模型，該方法使用結構迭代框格將結構離散為越來(lái)越小的塊。這樣可以縮減模型規模從而減少了內存需求和運行求解時(shí)間。

為了生成這些模型，Altair開(kāi)發(fā)了一套流程自動(dòng)化工具使SELEX GRLILED能夠對全模型進(jìn)行細分。將模型分成足夠小的部分后再在不同部件的交界曲線(xiàn)上劃分網(wǎng)格，這樣就生成了一系列節點(diǎn)將各個(gè)部件橋接起來(lái)。

組成全模型的每個(gè)子模型被寫(xiě)入單獨的文件。子模型檢查無(wú)誤后被賦予電子屬性，包括各種單元的各種參數。屬性設置檢查無(wú)誤后再被賦予與該仿真問(wèn)題使用的電磁求解器相關(guān)的各種電子屬性。

結論

使用HyperMesh開(kāi)發(fā)了一個(gè)流程自動(dòng)化工具，生成了用于RCS分析和安裝天線(xiàn)的性能分析的1億單元的曲面網(wǎng)格模型。本例表明網(wǎng)格質(zhì)量可以在網(wǎng)格劃分算法和電磁求解器要求之間保持協(xié)調一致，從而減少了從前處理器導出網(wǎng)格的重新處理工作。該流程允許生成任意規模的網(wǎng)格且不受計算資源的限制?；贛LFMM方法集成電磁求解器使SELEX GRLILED的工程師們可以在圖形界面下對模型賦予電子屬性，之前這樣的需求是無(wú)法實(shí)現的。與求解器的集成還允許將舊模型讀入到網(wǎng)格劃分環(huán)境進(jìn)行修改并且不需要重新賦電子屬性。HyperWorks幫助SELEX GRLILED的設計師減少了創(chuàng )建大型電磁分析模型的時(shí)間從而節約了大量開(kāi)發(fā)成本。