【FastCAE—HFEmag案例】目标体电磁散射仿真分析

引言FastCAE-HFEmag是FastCAE团队自主研发的高频电磁仿真软件基于OCC开源几何引擎与VTK渲染框架集成全波时域、全波频域与高频计算方法支持全波与高频混合算法广泛适用于航空航天、通信电子及电磁兼容等领域的电大尺寸、多尺度复杂结构目标电磁特性分析。本案例以某无人机为研究对象详细介绍利用FastCAE-HFEmag开展双站RCS计算的完整流程包括平面波激励设置、近场与远场求解需求配置及后处理结果分析为相关工程应用提供参考。仿真分析流程1几何模型导入FastCAE—HFEmag基于OCC开源几何引擎进行三维几何建模结合VTK图形渲染框架实现高效的三维可视化交互。本案例导入无人机三维模型.stp格式点击菜单主页/几何导入几何选择已有的几何文件完成导入。图1 几何模型导入与显示几何导入完成后软件以树状结构在模型管理树中列出各部件并支持对各部件进行独立显示/隐藏操作方便逐步检查与编辑复杂组合模型。2材料属性设置FastCAE-HFEmag提供三类电磁材料电磁材料、电阻材料和涂层材料。用户可从内置材料库中选取也可自定义材料参数。本案例无人机主体为理想导电体所以不需要单独设置材料参数。3网格划分FastCAE—HFEmag集成了Gmsh网格剖分程序能够对复杂几何模型进行高质量网格划分。软件支持.nas格式网格导入。本案例通过自动网格剖分功能一键生成全局网格无人机尺寸大致为1.5m右键工程树中的频率设置工作频率为3GHz点击菜单网格网格自动剖分自动剖分网格尺寸大致为0.01m。图2 表面网格划分结果4激励设置——平面波点击菜单激励平面波进行平面波激励设置本案例模拟雷达波从目标正上方天顶方向垂直照射的单一入射工况入射方向固定无角度扫描激励极化方式为水平极化详细参数设置可见图4。图3 平面波激励设置界面5求解需求设置本案例将近场观测域设置在目标体外围的球形薄壳区域内点击菜单求解需求近场采用球坐标系描述空间位置半径范围0.7m至0.8m俯仰角与方位角均为0°至360°并采用10°等间隔密集采样全面捕捉来自机体各方向的散射场信息详细设置见图5。图4 近场求解需求设置远场接收观测方向也覆盖全空间俯仰角与方位角均为0°至360°并采用1°等间隔密集采样全面获取目标在不同接收角度下的散射截面见图6。图5 远场电磁场求解需求设置界面6求解器配置与提交计算配置完成后可切换至求解模块点击并行设置配置并行计算线程数以充分利用多核处理器资源。点击计算在日志窗口实时展示求解信息便于用户监控计算状态。图6 求解器配置与计算进度监控7后处理与结果分析计算完成后点击菜单栏后处理模块用户可在此查看二维、三维或者曲线结果。后处理后处理视频全流程视频录制全流程操作视频全流程视频总结本案例基于FastCAE-HFEmag完成了无人机目标体的电磁散射仿真分析完整覆盖从几何导入到提交计算与后处理输出的全链条流程为电磁散射仿真提供了高效、专业的解决方案。FastCAE—HFEmag通用电磁分析软件致力于为用户提供高效、可靠的电磁仿真能力帮助工程师便捷开展复杂电磁问题的建模、计算与结果分析。目前软件仍在持续完善中诚邀航空航天、通信电子、电磁兼容等领域的科研单位与企业开展合作交流共同推动软件功能优化与工程应用落地。如有需要可联系