内容：复合材料目标体单站RCS

一、模型描述

1.1模型描述：

图1a：复合材料飞行器-全模型示意图

材料属性：

碳纤维Fibre：

电导率Conductivity：4x104 S/m

相对介电常数：3.4

环氧树脂Eproxy (与碳纤维铺设方向垂直)：

电导率Conductivity：50 S/m

相对介电常数：3.4

1.2计算方法描述：

工作频率50.0 MHz时，采用MoM方法分析采用各向异性复合材料飞行器的RCS；

图1b：飞行器-全模型复合材料

1.3 计算项目：

计算该目标体的单站RCS;

水平极化（HH）与垂直极化（VV）

图1c：极化方式-水平极化HH（上图）与垂直极化（下图）

二、主要流程：

启动CadFEKO，新建一个工程：F5_model_carbon_fibre_HH.cfx，在以下的各个操作过程中，可以即时保存做过的任何修正。

2.1：定义变量：

在CadFEKO中左侧的树型浏览器中双击“Variables”节点，依次定义如下变量：

工作频率：freq=50e6

工作波长：lambda = c0/freq

材料厚度：d=1e-3

2.2：定义材料

在树型浏览器中，双击“Media”节点，弹出“Create dielectric medium”对话框：

在“Dielectric modelling”标签中:

Relative permittivity:3.4

选择：Conductivity（S/m）

Conductivity(S/m): 4e4

Label：Fibre

点击“Add”;

Relative permittivity:3.4

选择：Conductivity（S/m）

Conductivity(S/m): 50

Label：Epoxy

点击“Create”;

图2a：定义介质材料Fibre

图2b：定义介质材料Epoxy

在树型浏览器中，选中“Media”节点，点击鼠标右键，选择“Layered structures->Layered dielectric (anisotropic”，弹出“Create layered dielectric (anisotropic)”对话框：

Thickness: d

Principal direction (deg)：0.0

Material in principal direction: Fibre

Material in orthogonal direction：Epoxy

点击“Create”

图2c：定义各向异性分层介质 Carbon_Fibre

2.3：模型建立：

模型建立：点击菜单“Home”，选择“Import->Geometry”，弹出“Import Geometry”对话框：

点击“Browse”按钮，选择附带的模型文件“F5.x_t”;

点击“Import”按钮，导入模型；

把导入的模型更名为：fuse_lage

2.4：为模型赋材料属性：

在3D视图中，点选图3所示的面（正、反两面），点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Face properties”对话框：

Face medium:

Medium: Carbon_Fibre

Reference direction:

Start point (X:0; Y:0; Z:0)

End point(X:0; Y:1; Z:0)

点击“OK”按钮

图3a：为图中所示黄色面元赋材料Carbon_Fibre

在3D视图中，点选图3所示的面（正、反两面），点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Face properties”对话框：

Face medium:

Medium: Carbon_Fibre

Reference direction:

Start point (X:0; Y:0; Z:0)

End point(X:1; Y:0; Z:0)

点击“OK”按钮

图3b：为图中所示黄色面元赋材料Carbon_Fibre

2.5：电参数设置：

在左侧树型浏览器中，由“Construct”切换到“Configuration”：

工作频率设置：展开“Global”，双击“Frequency”，弹出“Solution frequency”对话框：

选择：Single frequency;

Frequency (Hz): freq

点击OK

激励设置：

在“Global”中，选中“Sources”点击鼠标右键选择“Plane Wave”，弹出“Add plane Wave excitation”对话框：

选择：Loop over multiple direction

Start: (Theta: 90, Phi: 0.0)

End：(Theta: 90, Phi: 360.0)

Increment: (Theta: 0.0; Phi: 1)

Polarisation angle (degrees): 90.0

Polarisation: Linear

Label: PlaneWave_azimuth

点击 “Create”按钮

图4：定义入射平面波

求解设置：在“Configuration specific”中，选中“Requests”点击鼠标右键选择“Far fields”，弹出“Request far fields”对话框：

修正选择：Calculate fields in plane wave incident direction

Label：ff_scattering

点击“Create”。

图5：远场方向图求解设置

2.6：网格划分：

点击菜单“Mesh->Create mesh”弹出“Create mesh”对话框，设置如下：

网格剖分方法Mesh size : Custom

三角形单元尺寸：Triangles edge length: lambda/10

Advance菜单中：Mesh quality : Mesh size growth rate 设置为fast

点击：Mesh 按钮生成网格。

图6：定义网格划分

2.7：提交计算：

进入菜单“Solve/Run”，点击“FEKO Solver”，提交计算。可以选择并行模式（有指导老师演示如何设置并行）。

2.8：后处理显示结果：

计算完成之后，点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”，启动后处理模块PostFEKO显示结果。

显示2D结果：

默认情况下，显示的是3D视图，移动、旋转模型到下图所示的位置，机头朝上，从顶部俯视飞机的样子，进入“Display”菜单，点击“Sources”，不显示源；

图7：调整飞机视图（机头朝上，顶部俯视）

切回到“Home”菜单，点击“Polar”，进入极坐标显示坐标系“Polar Graph1”；

在“Home”菜单中，点击“Far field->ff_scattering”，在右侧控制面板中：

勾选：dB；

Quantity改为：Radar Cross Section

进入“Display”菜单，点击“chart image”按钮，选择“F5_model_carton_fibre_HH1”后，2D极坐标显示如下。

图8:3D 水平极化单站RCS显示

2.9：垂直极化状态计算-修正设置：

切换到CadFEKO显示界面，点击主菜单中的“Save as”，把当前工程另保存为“F5_model_carbon_fibre_VV.cfx”

2.9.1 修改激励设置

在左侧树型浏览器中，切换到“Configuration”中，依次展开“Global”、“Sources”节点，双击“Planewave_azimuth”，弹出“Modify plane wave excitation”对话框：

修正Polarisation angle (degees)：0

点击“OK”

图9：修改入射平面波激励-极化

2.9.2 提交计算

进入菜单“Solve/Run”，点击“FEKO Solver”，提交计算。

2.9.3 显示计算结果：

显示2D结果：

切回到Postfeko，在“Home”菜单，点击“Cartesian”，进入直角坐标系“Cartesian Graphic1”，点击“Far field->ff_scattering”，会在直角坐标系中直接显示2D单站RCS，在右侧控制面板中：

可以看到并修改为：

勾选：dB

点击“Add model”，把“F5_model_carbon_fibre_vv.bof”结果文件读入，点击“Far field”中针对新导入工程的ff_scattering，在右侧控制面板中的“Traces”区域，选中“ff_scattering_1”，勾选dB

图10：垂直与水平极化单站RCS

点击左上角的主菜单，点击“Save as”，另保存为：“F5_model_carbon_fibre_Compare.pfs”。不要关闭Postfeko。

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