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,

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。CST 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:

或者从之前案例直接换求解器也可以:

时域求解器中选择 TLM 求解器,默认是 FIT 求解器。

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:

切开两个机翼:

选中两个机翼,然后转换成空壳:

可用 Cutting plane 查看截面,也可见图标从 3D 变 2D:

下面我们定义碳纤维材料,类型选择 Anisotropic:

输入各方向的电导率:

然后添加一个参数,表示每层纤维的厚度:

再新定义一个材料,类型选择 Thin Panel:

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:

这个模拟的就是这样的碳纤维复合材料:

然后将机翼赋予 thin panel 材料:

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:


同理,定义另一个机翼:

可显示所有的 SCS 坐标:

进入 T 求解器:

确认以及选择 TLM,开始仿真:

仿真后期或结束后,查看网格:

仿真结束,查看远场:


表面电流:

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:

重新仿真,查看远场,可见反射方向 RCS 有所减少:

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。
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