主题演示视频:声纳系统的快速原型设计

2020年12月15日

北罗姆格·格鲁曼公司(NGC)的声纳系统的设计和实施是一种快速节奏和创新的过程,部分归功于多学科造型。在COMSOL会议的主题演讲2020北美洲,劳伦娜·集188金宝搏优惠成团队的Lauren Lagua,Undersea Systems部门讨论了如何在声纳系统开发中使用COMSOLMultiPhysics®软件进行快速原型设计周期。在这里,您将找到她的谈话和简要摘要的录音。

Lauren Lagua讨论了ComsolMultiPhy188金宝搏优惠sics®进行快速原型设计

NGC的快速原型设计阶段

在诺罗普·格鲁曼,工程师遵循一个快速的原型设计阶段,由四个部分组成,前三个部分经常多次迭代:

  1. 设计
  2. 制造原型
  3. 测试与设计验证
  4. 最终设计的制造

根据Lauren Lagua的说法,Comsol Mu188金宝搏优惠ltiphysics在这个过程的每个部分实施。

设计

什么时候设计传感器对于声纳系统,工程师试验不同的参数,看看它们如何最好地满足项目的整体目标。他们可以试验材料(例如新的压电),几何形状,频率等。该团队使用COMSOL Mu188金宝搏优惠ltiphysics,特别是压力声学坚实的力学静电学, 和电路接口,以确定不同的参数变化如何影响其设计。

在尝试新材料时,该团队往往缺乏来自供应商的所有必要信息。相反,它们使用COMSOL Mult188金宝搏优惠iphysics通过采取他们所做的信息,测试材料,并使用其COMSOL模型进行比较来估计这些属性。

来自COMSOL会议的幻灯片屏幕截图,显示了换能器设计示例。188金宝搏优惠
来自主题演示的屏幕截图,示出了换能器设计中使用的材料的示例。

原型

在NGC团队获得模型和运行后,它们在整个原型制造过程中执行一系列测试,并将它们与模型进行比较。有时结果不匹配,例如在模型中缺少物理学。其他时候,拉古能够在原型中识别制造问题。例如,当将压电材料粘合到背衬基板时,可以存在捕获的气泡或不完全粘合。

LAGUA对导致问题的假设进行了假设,并在COMSOL多发性中模拟了她的假设。188金宝搏优惠通过将模型结果与她的假设进行比较,Lagua能够解决制造问题并快速纠正它们。

验证

当原型准备就绪时,NGC团队执行其电气和声学特性的系统级测试。

电气测试包括阻抗测试和电容测量。

在声学方面,诺斯罗普·格鲁曼采用了最先进的声学测试设施。私营企业最大的试验池,设施直径50英尺(15.24米),拥有400,000加仑(1,514,164.71升)的水,并衬有Redwood,创建完美的宽带声学测试环境(模仿开放水)。声学测试池用于测量声纳换能器中的发射电压响应,远场电压灵敏度和辐射图案。来自设施的测试结果将返回到模型中并用于验证模型,或者在必要时调整它。

一张声学测试池的照片在诺斯罗夫格鲁曼公司。
声学测试池。图片Courtesy Northrop Grumman Corporation。

一旦设计通过了快速原型设计阶段的前三个阶段,就可以再次快速迭代,直到设计的最终版本已准备就绪。

SOONAR for Microrize无人驾驶过度的车辆

在她的主题演讲中,Lagua举办了一个项目的一个例子,在诺斯罗夫格鲁曼公司的一个项目中成功实施了快速的原型设计阶段和COMSOL多体主义软件。188金宝搏优惠μSAS™系统是一个双面侧扫声纳,用于无人驾驶微软公司。这些小型车辆直径约为6英寸(15.24厘米),并为任务预编程。

Lauren Lagua的主题演示屏幕截图,显示了使用COMSOL Multiphysics设计的声纳系统。188金宝搏优惠
主题演示文稿的屏幕截图演示了μSAS™系统。

由于该装置的规模小,它具有严格的设计约束,用于尺寸,重量和功率。拉古拉的目标是在小规模设备中开发最好的声纳,同时也可以节省能源。最终,NGC团队设计了一种带有声纳的SONAR的设备,其实现干涉处理。这意味着UUV的声纳系统可以插入3D图像。

设计,原型,测试和验证

使用COMS188金宝搏优惠OL Multiphysics,诺斯罗普·格鲁曼团队能够快速设计,原型,测试和验证新设计 - 有时候一周迅速!随着LAGUA在她的谈话中提到,“COMSOL对诺斯罗夫·格鲁曼188金宝搏优惠 - 和我来说已经产生了巨大影响。”

要了解有关使用仿真和诺斯罗普尔格·格鲁姆曼的快速原型设计周期的更多信息,请观看主题演示视频这篇文章

μSA是北罗姆曼公司的商标。


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