過(guò)一個(gè)閃亮的圣誕節(jié)！折射仿真把雪花變成耀眼的鉆石

2018年12月25日 13:51
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明亮的天空下起美麗的雪花，沒(méi)有什么比這個(gè)節(jié)日更美好了。 

得益于ANSYS SPEOS中創(chuàng)建的折射仿真，您可以隨時(shí)自己動(dòng)手進(jìn)行仿真雪花，這些栩栩如生的雪花會(huì)增添更濃的節(jié)日氛圍。 它使用的技術(shù)與汽車(chē)工程師在測(cè)試前大燈發(fā)出的光的顏色時(shí)所用的技術(shù)相同。 

接下來(lái)，我們將為您講解它的工作原理以及它在工業(yè)中的使用方式。

如何仿真折射？

過(guò)一個(gè)閃亮的圣誕節(jié)！折射仿真把雪花變成耀眼的鉆石的圖1

（圖為光線通過(guò)融化的雪花發(fā)生折射）
ANSYS的光學(xué)產(chǎn)品經(jīng)理Mathieu Reigneau非常樂(lè)于開(kāi)展雪花的折射仿真。 

他只需導(dǎo)入幾何結(jié)構(gòu)，應(yīng)用水的特性，增加太陽(yáng)光并求解仿真。在此基礎(chǔ)上，Reigneau移動(dòng)光線和幾何結(jié)構(gòu)的方向，直到他對(duì)光線在雪花中折射所產(chǎn)生的彩虹般色彩和光澤感到滿意為止。 

這種彩虹般色彩和光澤與您在鉆石中看到的現(xiàn)象基本相同。不過(guò)，您從鉆石中可以看到更加豐富的彩虹般色彩和光澤，因?yàn)殂@石的折射率幾乎是冰的兩倍。

過(guò)一個(gè)閃亮的圣誕節(jié)！折射仿真把雪花變成耀眼的鉆石的圖2

（圖為Reigneau在雪花中尋找彩虹效果和光澤：點(diǎn)此跳轉(zhuǎn)頁(yè)面觀看視頻）

Reigneau指出：“我們可以重建現(xiàn)實(shí)生活中的采光，并將雪作為和冰具有相同物理材料屬性的物體，然后我們仿真它捕獲和折射太陽(yáng)光線的方式以及人眼感知它的方式。

Reigneau補(bǔ)充道：“光線在（雪花）內(nèi)部發(fā)生折射并多次反彈，直到找到射出的方式，由于多次彈跳，光線傳播的距離很遠(yuǎn)。光線散射，彩虹效果累積，然后變得肉眼可見(jiàn)。這就是您為什么能在類(lèi)似透明材料中看到顏色。”

那么在現(xiàn)實(shí)生活中您為什么看不到Reigneau的雪花中呈現(xiàn)的彩虹效果呢？

Reigneau解釋這是因?yàn)樗糯罅搜┗āＨ绻屑?xì)看，也可以在現(xiàn)實(shí)生活中看到雪花閃閃發(fā)光。
折射仿真的汽車(chē)應(yīng)用：

過(guò)一個(gè)閃亮的圣誕節(jié)！折射仿真把雪花變成耀眼的鉆石的圖3

（圖示前大燈邊緣的彩虹效果使得很難看到標(biāo)志）

Reigneau說(shuō)到：“折射使一些燈光在邊緣看起來(lái)呈現(xiàn)藍(lán)色。”這種藍(lán)光可能會(huì)在路上導(dǎo)致一些安全問(wèn)題。 

首先，它會(huì)分散長(zhǎng)途駕駛員的注意力。其次，折射光使得很難看到交通標(biāo)志。 

Reigneau說(shuō)道：“通過(guò)預(yù)測(cè)前大燈的行為，您無(wú)需構(gòu)建原型即可重新開(kāi)展設(shè)計(jì)。”跳過(guò)物理原型這一步意味著貴公司有更多資金來(lái)發(fā)放年終獎(jiǎng)金。 

因此，折射仿真不僅僅可以營(yíng)造節(jié)日的歡樂(lè)氣氛——它們也很實(shí)用。這些折射仿真對(duì)于美好假期也非常重要。

來(lái)源：中國(guó)CAE

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