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応用例

ヘルファイアミサイルのRCSX3D PO MECとXFdtdの比較

プロジェクトファイルのリクエスト


ミリ波周波数におけるRCSの正確な計算には、ターゲットの十分に詳細な幾何学的表現と、小さなファセットの散乱効果を捕捉する物理モデリング技術が必要である。高度に詳細なファセットモデルと、これらの周波数におけるRCSを計算するための従来の方法は、しばしば非常に長い実行時間をもたらします。RemcomのX3Dと物理光学(PO)および等価電流法(MEC)モデルを使用してRCSを計算すると、妥当な実行時間で正確な結果を得ることができます。

この例では、XGtdのX3D PO MECモデルを使用したRCS計算のセットアップと実行について詳しく説明し、XFdtdを使用した場合と予測結果を比較します。

ターゲットはヘルファイアミサイルで、KMZファイルからXGにインポートした。図1はヘルファイアの形状を示しており、11,536のファセットを持ち、PEC材料としてモデル化されています。ジオメトリの単純化は必要ありませんが、XGにインポートされたジオメトリは、ファセットデータに意図しない穴やギャップがなく、うまく形成されることが期待されます。ミサイルは、機首を正のx方向に向け、発射ガイドを正のz方向に向けます。図2は、3つの切断面のそれぞれから見たミサイルを示しています。

図1:ヘルファイアミサイルの形状

図1:ヘルファイアミサイルの形状

 

図2:XY、XZ、YZ切断面から見たヘルファイアミサイル

 

Fig2b-XZ_cut_setup.png

Fig2c-YZ_cut_setup.png

図2:XY、XZ、YZ切断面から見たヘルファイアミサイル

シミュレーションでは、X3D RCSモデルを選択し、Physical OpticsとMethod of Equivalent Currentsの両方の計算方法を有効にしています。許容される相互作用は、1回の反射と1回の回折です。 X3Dモデルの場合、これはターゲット散乱面への往路とターゲットからの復路で最大1回の反射と1回の回折を伴う経路が見つかることを意味し、散乱面積分に加えて最大2倍の相互作用(合計最大5回の相互作用)を伴う経路が生じることに注意してください。 

図 3 に示すように、XY、XZ、YZ の 3 つの平面波が定義され、それぞれ 360 度の掃引と 1 度の間隔を持つ。10GHzの正弦波が使用される。各平面波に対して2つのファーゾーン要求(φ偏波とθ偏波)が定義され、結果として6つのモノスタティックRCSファーゾーン要求が定義される。

図3:カットプレーンを持つヘルファイアミサイル

図3:カットプレーンを持つヘルファイアミサイル

結果

XGのX3D RCSモデルによる予測を、XFによって生成された結果と比較した。XFシミュレーションは、波長あたり30セルを使用して実行され、各切断面の結果を1つのプロットファイルにアセンブルするためのパラメータ設定とスクリプト作成が必要でした。 

図4、5、6はXGのX3DモデルとXFのθ偏波RCS予測値の比較を示し、図7、8、9はφ偏波予測値の比較を示す。表1と表2は、それぞれθ偏波とφ偏波の誤差統計です。プロットと定量的統計量は2つのモデル間で非常に良い一致を示しており、平均誤差はθ偏光RCSで-0.6911から0.774、φ偏光RCSで-0.1854から1.58の範囲であった。  

図4:XY平面におけるシータ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較 

図4:XY平面におけるシータ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図5:XZ面のシータ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図5:XZ面のシータ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図6:YZ面におけるシータ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図6:YZ面におけるシータ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

表1:ヘルファイアミサイルのθ偏光RCSに対するXGとXFの比較誤差統計値 

表1:ヘルファイアミサイルのθ偏光RCSに対するXGとXFの比較誤差統計値

図7:XY平面におけるファイ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較 

図7:XY平面におけるファイ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図8:XZ面のファイ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図8:XZ面のファイ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図9:YZ面におけるファイ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

図9:YZ面におけるファイ偏光RCS:X3D PO MEC(赤)とXF(黒)の比較

表2:ヘルファイアミサイルのE-phi RCSについてXGとXFを比較した誤差統計量 

表2:ヘルファイアミサイルのE-phi RCSについてXGとXFを比較した誤差統計量

この例のシミュレーションは、4コアと中レベルのGPUを搭載したワークステーション1台で実行した。実行時間は単軸角度あたり約13秒で、各360°のカットを完了するのに1時間強を要した。

 

プロジェクトファイルのリクエスト

このアプリケーション例にご関心をお寄せいただき、ありがとうございます。ヘルファイアミサイルのRCSをダウンロードするには、以下のフォームにご記入ください:X3D PO MECとXFdtdプロジェクトファイルの比較