[发明专利]超高速飞行器共形亚网格电磁散射特性分析的仿真方法

摘要

本发明公开了一种超高速飞行器共形亚网格电磁散射特性分析的仿真方法。步骤如下：根据飞行器的气动外形和飞行的速度高度进行气动热力学仿真，由仿真信息确定各部分等离子体碰撞频率和等离子体震荡频率；采用四面体对飞行器模型连同等离子鞘套一起进行剖分，得到飞行器模型的结构信息；将流场点信息映射到时域有限差分法计算网格的棱线上，根据棱线上的碰撞频率和震荡频率确定相对介电常数大于6的区域进行亚网格处理；时域有限差分法计算网格的棱线与金属面交界的地方采用共性时域有限差分法进行处理；等离子体区域采用等离子体的迭代公式进行计算，最终确定超高速飞行器的雷达散射截面积。本发明具有很好的适应性和更高的计算效率。

主权项

1.一种超高速飞行器共形亚网格电磁散射特性分析的仿真方法，其特征在于，步骤如下：步骤1，根据飞行器的气动外形和飞行的速度高度进行气动热力学仿真，得到目标周围的温度、压强、离子浓度，由仿真信息确定各部分等离子体碰撞频率υ和等离子体震荡频率ω_p；步骤2，采用四面体对飞行器模型连同等离子鞘套一起进行剖分，得到飞行器模型的结构信息，所述飞行器模型的结构信息包括四面体的个数和每个四面体上点的坐标；步骤3，将流场点信息映射到时域有限差分法FDTD计算网格的棱线上，根据棱线上的碰撞频率和震荡频率确定相对介电常数ε_r大于6的区域进行亚网格处理；步骤4，时域有限差分法FDTD计算网格的棱线与金属面交界的地方采用共形时域有限差分法CFDTD进行处理；步骤5，等离子体区域采用等离子体的迭代公式进行计算，最终确定超高速飞行器的雷达散射截面积；步骤3所述将流场点信息映射到时域有限差分法FDTD计算网格的棱线上，即取棱线的三等分点，并依次确定离每个等分点最近的流场点的等离子体碰撞频率υ和等离子体震荡频率ω_p，将确定的三个等离子体碰撞频率υ取平均得到该条棱线的等离子体碰撞频率将三个等离子体震荡频率ω_p取平均得到该条棱线的等离子体震荡频率根据棱线上的碰撞频率和震荡频率结合公式(1)确定相对介电常数ε_r大于6的区域，ω是入射波的角频率，则：相对介电常数ε_r大于6的区域进行亚网格处理。