使用HyperWorks生成雷達截面或天線位置電子分析

雷達截面(RCS)和安裝天線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格并在單元上定義電子屬性。生成的網格用于在電磁(EM)求解器中計算飛機的RCS或確定如何放置天線以獲得最佳性能。 本案例使用一個1億單元的快速噴氣式飛機網格模型用于雷達追蹤和隱身性。

SELEX GRLILED是防務電子市場的領導者，在空中任務關鍵系統和戰場及國土安全領域具有顯著優勢。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1億個單元的曲面網格需要先將幾何切分為更小的曲面，每個曲面需要足夠小以便能夠使用網格劃分算法高效地劃分網格。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量曲面網格。所有單元必須達到電子分析層面的足夠小，一個指導性的原則是三角形邊的長度介于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。同時大量的小尺寸單元還會影響內存需求和求解運行時間，所以必須優化三角形單元的長度。

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交互。一種被稱為多級快速多極(MLFMM)算法的方法被開發出來，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間。

為了生成這些模型，Altair開發了一套流程自動化工具使SELEX GRLILED能夠對全模型進行細分。將模型分成足夠小的部分后再在不同部件的交界曲線上劃分網格，這樣就生成了一系列節點將各個部件橋接起來。

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

結論

使用HyperMesh開發了一個流程自動化工具，生成了用于RCS分析和安裝天線的性能分析的1億單元的曲面網格模型。本例表明網格質量可以在網格劃分算法和電磁求解器要求之間保持協調一致，從而減少了從前處理器導出網格的重新處理工作。該流程允許生成任意規模的網格且不受計算資源的限制。基于MLFMM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法實現的。與求解器的集成還允許將舊模型讀入到網格劃分環境進行修改并且不需要重新賦電子屬性。HyperWorks幫助SELEX GRLILED的設計師減少了創建大型電磁分析模型的時間從而節約了大量開發成本。