【ANSYS】采用 HFSS 计算目标特性问题时,当目标的 RCS 值特别小(一般小于-30dBsm),容易出现计算精度不够的情况,尤其是目标本身 RCS 值偏小的情况下,请问这是为何?如何解决 ? -2022

对于 HFSS 来说,其自适应迭代求解的方式,可以满足大多数情况下的精度要求,得到精确的仿真结果。但,在低数值的高精度计算要求中,由于精度的极度敏感,需要对设置 进行一些人为干预,以满足更高的精度要求。计算误差可能来源于两个方面:网格剖分误差, 以及边界条件误差. 网格误差方面,由于 HFSS 采用自适应的网格迭代算法,对于绝大多数问题,可通过自适应 的网格加密算法,得到满足实际情况的结果,但是,当几何目标的尺寸较大(数个波长)或者高次曲面(大曲率)时,HFSS 的网格剖分算法可能导致模型逼近不足的问题.HFSS 的网格剖分器首先不考虑电尺寸的因素将目标按照一定的规则划分出初始网格,然后在该初始网格的基础上,作针对电尺寸的细化操作,所以模型的逼近程度,取决于初始网格划分的细化程度.为了满足精度要求,可在剖分网格方面做适当控制,即可解决网格毕竟方面的精度问题.

初始网格设置:选择要特定保证精度的曲面部分,点击右键,选择 Assign Mesh Operation->Surface Approximation,打开如下图对话框,设置划分网格弦高,以及曲线等分数量,以控制初始网格对几何模型的逼近程度。设置越精细,几何模型越好,但初始网格划分的代价也越大。

曲面网格设置:提高网格精度的另一个选择就是采用曲面单元,曲面单元网格可以更好的模拟真实的几何模型,且网格细化时,依然可以保持原有几何模型的逼近精度。因此可以 避免网格剖分可能导致的精度问题。

边界条件误差方面,一般采用最多的是辐射边界,辐射边界存在入射波角度误差问题, 当入射波方向与辐射边界夹角变小(入射角度变大)时,吸收效果变差。而在低目标特性值的分析问题中,这种效应很容易被放大。因此,对高精度要求问题,建议选择PML边界条件,或者 FEBI 边界。

在以上两方面做设置,可得到满足要求的目标特性计算精度。