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HOBBIES 大规模电磁精细仿真平台

HOBBIES是一家从事专业级电磁仿真软件开发、系统级电磁仿真咨询服务的公司。HOBBIES公司的创始人从1980年代起就向客户提供最尖端前沿的电磁计算等咨询服务,其客户遍布西方各主要发达国家,客户类型涵盖从大学、各研究机构、商业公司到政府及国防机构。基于近三十年技术积累而倾力打造的HOBBIES软件已处在计算电磁学工程应用领域的世界前沿,诸如NAVAIR,NRL,LOCKHEEDMARTIN,SRC等机构至今仍在使用HOBBIES软件的最新计算技术进行关键项目的电磁特性设计。

专注于超大规模电磁问题精细计算的HOBBIES软件,是陆、海、空、天等领域客户精细求解各类装备系统级电磁特性的不二之选!

HOBBIES凭借多项先进的电磁场仿真技术,实现了大尺寸复杂结构精细电磁仿真与大规模高性能计算的完美整合;目前在国外若干重要研究机构的电磁特性前沿关键设计中,使用HOBBIES关键技术的应用规模多超过1000CPU核。

HOBBIES是通用的超大规模三维电磁场精细仿真工具,有效地应用于陆、海、空、天等环境中各种装备的电磁特性准确设计工作中,如:大规模天线及天线阵的整体精细设计计算;共形天线及共孔径天线阵精细计算;系统级E3ElectromagneticEnvironmentEffects)精细计算包括EMC/EMIHIRFHERFHERO、天线布局等;单目标或编队级群目标的RCS精细计算(含所载天线及罩和涂层等);高能微波武器系统精细设计及评估;系统间协同电磁效应分析计算(如舰机间EMI);电磁热点评估等。

HOBBIES多项先进技术使得用户在硬件资源方面的投资效率(计算规模)可以提高数百倍;高精度计算的速度提高数十倍;更可以帮助用户解决大量高精度大规模电磁计算难题。

 

软件特征及核心竞争力

 

卓越的SuperCEM并行模块

SuperCEM技术是HOBBIES软件独有的高性能电磁并行计算技术,该技术拥有优秀的节点负载均衡特性,并行加速比和可扩展性,即使在千核以上的计算规模中,其并行效率仍然可以超过80%SuperCEM技术支持目前所有的网络形式,适用于所有类型的HPC平台,如LSFWindowsHPCServer2008等等。

SuperCEM技术可以为您节省关键项目的时间进度及成本,使您可以更高效精细的解决更大规模的电磁仿真问题。

SuperCEM是真正千核级的电磁并行精细计算技术。

 

 

精确稳定的高阶矩量法计算核心

HOBBIES独特的高阶矩量法计算核心(HOBs)在保证经典矩量法精度的基础上,极大缩减网格数和未知量数目,达到了计算精度和计算规模完美平衡。HOBBIES的矩阵方程求解采用严格的直接解法,而不采用对于复杂系统可能存在收敛性问题的任何迭代方法,得到的场解也是最具可信精度的。

 

工程意义的硬盘求解器

HOBBIES特有的硬盘求解器技术使用廉价并方便扩充的硬盘空间补充内存空间,以不到10%的解算速度损失换取计算容量的极大扩展。使用HOBBIESOOC硬盘求解技术,精细电磁计算的规模可以轻易扩展数百倍以上,同时计算平台计算容量的升级扩展也变得非常容易。

 

智能的网格剖分算法

HOBBIES拥有智能的网格剖分器,可以根据模型的气动外形,按照电磁场分布规律自动给出合理的网格剖分,最大限度的降低用户的使用难度。

  

NURBS技术保证模型精度

NURBS建模方法是主流的工业产品设计方法,是一种平滑曲面的参数表示法。现实中绝大部份的的物体都是平滑的,用平滑曲面来模拟的精度最高。

采用NURBS建模方法进行电磁计算具有建模精度高、面片数量少、不会引进人为边界、与工业设计的建模一致等优势。

先进精细的NURBS建模方法与电磁计算方法结合将大幅提高电磁仿真预测的准确程度和速度。

HOBBIES的建模环境采用先进的NURBS技术搭建,为大规模精细电磁仿真提供了最好的模型基础,最大限度的降低模型误差。

 

真正实用的多目标优化器HEMO

HEMO高效多目标优化器是HOBBIES电磁仿真软件的优化模块,以简洁易用的界面,一目了然的实时结果显示,为用户优化模型,改进性能提供强大支持。HEMO可用于诸如天线设计、阵列优化、天线布局优化、整体RCS优化设计、系统电磁兼容设计等众多应用的分析设计。

HEMO是真正实用的多目标优化器,其中包含的优化方法有:单纯行算法,智能粒子群算法以及Powell算法;同时涵盖了局部优化算法与全局优化算法。

 

可选的快速计算模式

除精细的大规模电磁计算能力之外,HOBBIES内嵌可选的基于HOBs技术的自动降阶快速求解器,可以大幅减小计算规模,提高计算速度。该求解器作为HOBs核心技术的补充使客户在装备的初期设计中可以快速大致评估装备的电磁特性,即粗算装备性能。

 

高低频混合方法选项

HOBBIES中包含有MoM-PO混合算法模块供用户选用,该模块对于复杂或表面比较弯曲的物体(例如阵列天线),适合采用矩量法建模;对于比较大且表面光滑的物体(例如飞机机身和机翼),适合采用物理光学法建模。混合算法的引进可以大幅降低大系统复杂电磁问题计算的成本和周期,但是是以牺牲部分计算精度为代价,因此适用于系统电磁特性评估的初期阶段,或者仿真精度要求不高的场合。

 

友好的GUI特征

HOBBIES拥有完善的前后处理器。可以完成任意复杂模型的导入和绘制以及计算结果输出。

HOBBIES支持的模型文件格式:DXFVDAIGESSTLKMShapefileParasolidACISRhinoNASTRAN3DStudioVRML meshCGNS meshGiD mesh等等,支持几乎所有主流CAD建模工具。基

于先进的NURBS技术的绘图内核,HOBBIES在导入具有复杂造型信息的结构模型时拥有极其出色的表现。

HOBBIES支持的结果显示方式包括:数表、二维图表、三维场分布等形式。可以输出的物理量包括电磁场学科几乎所有种类的物理量,如系统S参数、天线增益、定向性、天线相位中心、单/双站RCS值、电磁屏蔽效能、电缆感应电压、电缆感应电流、表面电流分布、空间电磁场分布等。

  

优秀的系统平台兼容性

操作系统,Windows 2000/XP/Vista/7 32bit/64bitWindows HPC Server 2008Linux RedhatSUSE LinuxUnixSolarisMacOS等。

HPC(高性能计算)作业调度平台类型:LSFPBSMicrosoft HPC Server 2008作业调度系统等。

 

 

主要应用领域

 

航空航天领域

机载、弹载天线布局精细计算及优化;

现代飞机射频综合条件下共孔径天线、飞机的一体化精细设计;

优化设计由机身结构、天线罩等因素所影响的共形天线性能;

机载SAR系统电磁回波信号精细仿真;

全机、全弹全频段电磁兼容精细计算;

 航空飞行器智能蒙皮、复合材料蒙皮电磁性能精细仿真;

精细计算飞机、导弹等飞行物在飞行各阶段中的雷达特征;

精细计算航空飞行器燃油、武器、人员的电磁安全等级;

飞行编队全频段雷达特征精细计算。

空间飞行器系统天线的优化设计;

空间飞行器天线集合布局精细计算;

高精细度计算空间飞行器天线集合的隔离度;

星载SAR系统电磁回波信号精细仿真;

空间飞行器系统电磁兼容全频段精细设计;

强大的HEMO优化模块保证在空间飞行器有限表面内的天线布局达到最优;

数值精确算法及大规模并行能力保证在计入整个飞行器所有结构模型后得到精度最高的计算结果。

 

                 

 

船舶领域

基于超大规模并行模块SuperCEM的支持,HOBBIES全精度的电磁算法非常适用于船舶工业电磁问题的精细计算。

具体应用包括:

集成综合桅杆的电磁兼容设计、隐身设计、天线布局设计等;

整舰多载机电磁兼容设计、整舰隐身精细计算;

整舰甲板及各舱电磁热点精细计算;

舰载武器、燃油系统的电磁安全评估;

舰机协同、舰载机起降过程电磁兼容设计等;

同时船舶电磁设计中超多目标的优化可以通过HEMO多目标优化模块有效解决,例如优化吸波材料在桅杆内部及全舰范围内的布局等。

  

                      

             

大规模天线精细计算

HOBBIES具有专门的辐射问题求解器,非常适合于天线类问题的精细计算;辅以SuperCEM并行模块,超大规模阵列天线全尺寸精细计算,以及天线与载体的一体化精细仿真计算可以轻松做到。

 

 

 

系统E3设计计算

系统及系统间级 E3Electromagnetic Environment Effect)仿真计算,精细计算评估各类系统环境对系统E3的影响。

包括高强度电磁场对武器系统的安全影响评估(HERO);

高强度电磁场对燃油系统的安全影响评估(HERF);

高强度电磁场对人员的影响评估(HERP);

系统屏蔽效能曲线计算;

系统电磁兼容(EMC/EMI)评估;

系统天线布局精细设计及优化;

高能微波武器辐射器设计等。

 

 

  

目标RCS计算

HOBBIES的散射问题求解器,适用于单目标、群目标的雷达散射特性、成像特性计算以及目标被探测距离计算等。配合SuperCEM大规模并行计算模块,HOBBIES可精细计算由于机体、弹体加载天线及天线罩等设备引起的系统RCS真实值,同时被计算模型表面可以是涂覆隐身吸波材料或复合材料。

 

 

 

       Mig29单系统RCS精细计算

 

编队级群目标电磁特性精细计算

HOBBIES综合各项先进技术直接解决了编队级目标电磁特性整体精细计算的难题,轻松实现诸如飞行编队、战车编队、舰船编队等超大规模目标的电磁特性精细计算;可用于评估编队电磁隐身战术的有效性;并可用于数十万物体RCS电磁特性精细计算:例如树丛(树叶)对战术编队隐身的效果精细评估、箔条云战术的有效性精细评估等应用等

 

                

                                                            坦克编队及单车雷达特性精细计算

 

            

            

 

                <, /SPAN>坦克编队战术隐身效果评估                           飞机编队RCS精细计算

 

 

 

 

 

 

 

 

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