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CST的UAV无人机RCS --- 双站, TLM求解器,各向异性Thin Panel,碳纤维复合材料CFRP

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-10-18 | 1204 次浏览 | 分享到:

之前几期无人机案例都是用的PEC,这期我们看一种碳纤维加强符合材料CFRP用于无人机机翼对其RCS的影响。重点就是TLM求解器和Thin Panel材料的配合使用。

 

使用RCS模板,0.4GHz添加一些场监视器:

                 

CST的UAV无人机RCS --- 双站, TLM求解器,各向异性Thin Panel,碳纤维复合材料CFRP 

         

 

或者从之前案例直接换求解器也可以:

 

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时域求解器中选择TLM求解器,默认是FIT求解器。

 

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导入CAD模型,这个尺寸是11.6米长。调制参数栏,使入射波从飞机下面向上入射,极化与机翼同方向:

 

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切开两个机翼:

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选中两个机翼,然后转换成空壳:


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可用Cutting plane查看截面,也可见图标从3D变2D:

 

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下面我们定义碳纤维材料,类型选择Anisotropic:

 

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输入各方向的电导率

 

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然后添加一个参数,表示每层纤维的厚度:

 

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再新定义一个材料,类型选择Thin Panel:

 

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进入Layers,定义四层刚才的纤维材料,每个厚度都是参数,然后旋转一定角度:

 

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这个模拟的就是这样的碳纤维复合材料

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然后将机翼赋予thin panel材料:

 

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这还不算完,需要给机翼定义局部坐标SCS,这样求解器才知道层叠的顺序和各相异性材料的方向。定义SCS方法就是先将WCS贴上上表面,然后右键,attach active WCS:

 

CST的UAV无人机RCS --- 双站, TLM求解器,各向异性Thin Panel,碳纤维复合材料CFRP 

 

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同理,定义另一个机翼:

 

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可显示所有的SCS坐标:

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进入T求解器:

 

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确认以及选择TLM,开始仿真:

 

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仿真后期或结束后,查看网格:

 

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仿真结束,查看远场:

 

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表面电流:

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可见这个材料并没有明显效果,机翼电流震荡模式和PEC材料时差别不大,远场反射峰值也和之前案例计算过的结果差不多。

 

下面我们将电导率降低:

 

CST的UAV无人机RCS --- 双站, TLM求解器,各向异性Thin Panel,碳纤维复合材料CFRP 

 

重新仿真,查看远场,可见反射方向RCS有所减少:

 

CST的UAV无人机RCS --- 双站, TLM求解器,各向异性Thin Panel,碳纤维复合材料CFRP 

小结:

1.     本案例展示Thin Panel材料的使用,最支持这种材料的是TLM求解器。

2.     用Thin Panel需要多定义一级的材料,可以各向异性;三维结构要定义SCS本地坐标,这样ThinPanel的方向性才能明确。

3.     本案例没有回答的问题就是各方向的电导率如何获得。可通过文献或仿真,这个以后有机会再介绍纤维材料单元的属性提取。

 

(内容、图片来源:CST仿真专家之路公众号,侵删)

 

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