用时域物理光学算法计算已知STL模型的RCS,需要C++代码

时间: 2024-02-12 14:03:47 浏览: 180
以下是使用时域物理光学算法计算已知STL模型的RCS的C++代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <string> #include <vector> #include <cmath> using namespace std; struct Vector3d { double x, y, z; Vector3d() : x(0), y(0), z(0) {} Vector3d(double x, double y, double z) : x(x), y(y), z(z) {} Vector3d operator+(const Vector3d& other) const { return Vector3d(x + other.x, y + other.y, z + other.z); } Vector3d operator-(const Vector3d& other) const { return Vector3d(x - other.x, y - other.y, z - other.z); } Vector3d operator*(double scalar) const { return Vector3d(x * scalar, y * scalar, z * scalar); } Vector3d cross(const Vector3d& other) const { return Vector3d(y * other.z - z * other.y, z * other.x - x * other.z, x * other.y - y * other.x); } double dot(const Vector3d& other) const { return x * other.x + y * other.y + z * other.z; } double magnitude() const { return sqrt(x * x + y * y + z * z); } Vector3d normalize() const { double mag = magnitude(); return Vector3d(x / mag, y / mag, z / mag); } }; struct Triangle { Vector3d v1, v2, v3; Vector3d normal; double area; Triangle() : area(0) {} Triangle(const Vector3d& v1, const Vector3d& v2, const Vector3d& v3) : v1(v1), v2(v2), v3(v3), area(0) { Vector3d e1 = v2 - v1; Vector3d e2 = v3 - v1; normal = e1.cross(e2).normalize(); area = e1.cross(e2).magnitude() / 2; } }; struct Ray { Vector3d origin, direction; Ray(const Vector3d& origin, const Vector3d& direction) : origin(origin), direction(direction.normalize()) {} }; class Model { public: Model(const string& filename) { ifstream ifs(filename); if (!ifs) { cerr << "Error: failed to open file " << filename << endl; return; } string line; while (getline(ifs, line)) { if (line.substr(0, 6) == "facet ") { Vector3d v1, v2, v3; while (getline(ifs, line)) { if (line.substr(0, 14) == " vertex ") { double x, y, z; sscanf(line.c_str() + 12, "%lf %lf %lf", &x, &y, &z); Vector3d v(x, y, z); if (!v1.x && !v1.y && !v1.z) { v1 = v; } else if (!v2.x && !v2.y && !v2.z) { v2 = v; } else if (!v3.x && !v3.y && !v3.z) { v3 = v; triangles.push_back(Triangle(v1, v2, v3)); break; } } } } } } double getRCS(const Ray& incident_ray, double frequency) const { double wavelength = 3e8 / frequency; double k = 2 * M_PI / wavelength; Vector3d E0(1, 0, 0); Vector3d H0(0, 1, 0); double eta = 120 * M_PI; Vector3d Ei = E0; Vector3d Hi = H0.cross(incident_ray.direction).normalize(); double total_rcs = 0; for (auto& triangle : triangles) { Vector3d n = triangle.normal; double A = triangle.area; Vector3d v1 = triangle.v1; Vector3d v2 = triangle.v2; Vector3d v3 = triangle.v3; Vector3d E1 = Ei * exp(-1i * k * incident_ray.direction.dot(v1)); Vector3d H1 = Hi * exp(-1i * k * incident_ray.direction.dot(v1)); Vector3d E2 = Ei * exp(-1i * k * incident_ray.direction.dot(v2)); Vector3d H2 = Hi * exp(-1i * k * incident_ray.direction.dot(v2)); Vector3d E3 = Ei * exp(-1i * k * incident_ray.direction.dot(v3)); Vector3d H3 = Hi * exp(-1i * k * incident_ray.direction.dot(v3)); Vector3d E = E1 + E2 + E3; Vector3d H = H1 + H2 + H3; double gamma = eta * (E.cross(n)).magnitude() / H.magnitude(); double rcs = pow(gamma * A / (4 * M_PI * wavelength), 2); total_rcs += rcs; } return total_rcs; } private: vector<Triangle> triangles; }; int main() { Model model("example.stl"); Ray incident_ray(Vector3d(0, 0, -1), Vector3d(0, 0, 1)); double frequency = 1e9; double rcs = model.getRCS(incident_ray, frequency); cout << "RCS: " << rcs << endl; return 0; } ``` 该代码中使用了STL文件格式读取模型,计算RCS时使用了电场和磁场,以及散射系数和反射系数的计算公式。需要注意的是,该代码仅供参考,实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
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