國產(chǎn)CAE軟件EastWave是基于嚴格的時域有限差分算法(FDTD)和近似的物理光學算法(PO)等的軟件系統(tǒng)。在保證計算精度的前提下,EastWave軟件在計算速度上比國際同類算法軟件提高十至上百倍,使大量“電大”或“超大”的天線罩、天線陣、RCS、RCS熱點成像和電磁兼容等“國際難題”成為可嚴格計算的問題,同時,也使大量優(yōu)化設計難題成為能夠利用計算機進行自動優(yōu)化的問題。
目前,EastWave針對用戶的問題和需求,不斷改進現(xiàn)有產(chǎn)品,現(xiàn)更新到版本7.5
下面我們來看一下EastWave V7.5有哪些新模式和新功能。
01新的計算模式
新增專業(yè)的“低散射體RCS”、“差值場分析”和“成像”等計算模式。EasetWave軟件的“計算模式”是一大特色,使軟件操作實現(xiàn)“智能化”和“傻瓜化”,實現(xiàn)“建模即可算,結果以專業(yè)圖表呈現(xiàn)”。
1.低散射體RCS計算模式:針對“傳統(tǒng)FDTD軟件對低散射體RCS計算普遍不準”的問題,EastWave開發(fā)出了針對低散射物體RCS精確計算的模式。低散射體特征為尖頭、扁平、大后掠、外形線平滑等,RCS值達到-35dBsm或更低,傳統(tǒng)FDTD軟件需要劃分1/100波長網(wǎng)格,這造成內(nèi)存和計算量暴漲而“不能算”。EastWave低散射體RCS模式,在1/20波長網(wǎng)格就可以精確計算-60dBsm的RCS值。
2.差值場分析計算模式:工程師經(jīng)常面臨“散射場”、“耦合路徑分析”等問題,本模式通過兩次計算的“場差值”,快速展現(xiàn)“散射場來源”和“耦合路徑”等等。該模式可以廣泛運用于:腔體、暗室分析、天線耦合路徑分析、表面波耦合分析等復雜電磁問題。
從差值場(左下圖),可以直觀地看到散射場
3.成像計算模式:歐美商業(yè)軟件的成像普遍是基于近似算法成像,難以計算腔體、爬波、邊緣散射、涂層、頻選/超材料等的成像等,經(jīng)過長期研發(fā),7.5版本的成像已經(jīng)逐步成熟,設計開發(fā)的基于“全波嚴格算法”的ISAR成像模式,能夠進行電大/超電大復雜物體(包括:多層吸波涂層、天線陣、天線罩、進氣口/排氣口等的)的精確成像。
低散射體(-50dBsm)的成像:頂尖散射和棱邊散射
02模型庫和新建模功能
1.新增天線庫——幾十種常見天線,全部參數(shù)化建模,在工程設立過程中可以一鍵選取,只需根據(jù)自己的需要修改相關參數(shù)即可使用,也可構建各種復雜天線陣,可以大大方便工程師建模和工程建立。
2.新增激勵源
面集總端口:針對“FDTD軟件普遍難以算準S參數(shù)”的問題,開發(fā)了阻抗和源分布在矩形面的“面集總端口”,比線集總端口具有更好的網(wǎng)格收斂性,S參數(shù)的精確度可以與有限元和矩量法媲美。
濾波器+面集總端口
線源:用于模擬一個理想線電流/磁流源產(chǎn)生的電磁效應,分為電流源和磁流源。
理想線電流/磁流源輻射
3.新增材料
(1)擬合材料:在原先的色散擬合功能的基礎上,新增反射率擬合功能,任何復雜材料結構,由反射率通過擬合功能都可得到其材料參數(shù)。
吸波材料往往包含復雜結構,難以用材料參數(shù)表征,但是反射率易于通過實測獲得。若實驗數(shù)據(jù)為貼附金屬表面的吸波材料的反射率隨入射角的變化曲線,EastWave V7.5 可通過洛倫茲陣子模型對實測曲線進行擬合,使材料(指定厚度)的反射率與實測反射率吻合。
圖示:材料擬合窗口
(2)電磁組合材料:電磁參數(shù)通過已定義的材料進行設置,電響應模型所選中材料的電參數(shù)將作為電磁組合材料的電參數(shù),同樣磁響應模型所選中材料的磁參數(shù)將作為電磁組合材料的磁參數(shù)。
(3)克爾拉曼非線性材料:克爾非線性模型用于模擬非線性參數(shù)不隨頻率變化的三階非線性材料,可以用于任何結構模型。
4.新增模型法向修復——用于修復由于表面反向?qū)е碌哪P筒环忾],離散化網(wǎng)格線不封閉的問題;可自動修復法向,使模型表面法向轉(zhuǎn)向朝外,也可手動選擇法向錯誤的表面,反轉(zhuǎn)法向。
03一鍵生成工業(yè)APP
大型工業(yè)CAE軟件結構龐大而復雜,通常需要幾天的學習時間,精通需要很多深入的知識,所以,面臨兩個核心問題:(i)很多團隊面臨某個具體工程問題,并不要對軟件所有功能都了解,如何讓整個團隊(包含新手)快速進入研發(fā);(ii)如何形成技術積累和快速迭代。EastWave針對地開發(fā)了“一鍵生成工業(yè)APP”的功能,工程師(熟悉軟件)完成一個軟件工程項目,就可點軟件界面的“APP+”鍵,即可生成APP。也可以從APP一鍵重新進入工程環(huán)境,進行大型修改,形成新的APP。
組成:
(i)明確的自定義變量空間(如:天線陣的結構或材料參數(shù)),(ii)工程場景(如:汽車平臺)、(iii)計算目的(如:輻射或散射性能)。
優(yōu)勢:
(i)“一人建工程,全團隊能研究”。APP使用幾乎不用學習,可直接修改變量值進行設計研究,得到所有想獲得的信息(場分布、頻譜信息等等)。
(ii)充當此類問題的迭代模板庫,長遠來看能幫助團隊積累大量獨有的專業(yè)知識,也可以進行傳承。
04工具箱
1.曲線擬合工具箱:用于對離散數(shù)據(jù)點擬合曲線,支持多種線性和非線性的函數(shù)擬合,是幫助工程師分析數(shù)據(jù)的簡單而實用的工具。
擬合與源數(shù)據(jù)
2.“方向圖+平臺”的展示工具箱:用于組合多平臺天線、天線陣及3D方向圖,并通過設置合適的參數(shù)(姿態(tài)、位置、角度等)達到合適的展示效果。
方向圖+天線陣
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