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關注創建者：玨_5338 創建時間：2021-03-30
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新能源汽車電池/儲能熱管理結構設計進階到高階-十大專題50個技術點掌握熱結構建模核心能力
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polyflow高階教程之UDF運用
在計算粘彈性流體時，plolyflow已經不能滿足一些復雜材料得本構或者實際模型邊界條件要求時，polyflow提供了用戶可以自定義的工具UDF接口來滿足仿真需求。
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高階的實例教程
主要內容
什么是高階網格
為什么網格曲線化比提升階數更重要
高階網格相比于線性網格的優勢
如何從線性網格創建高階網格
圖中兩個渦輪葉片是一個線性混合網格（六面體，四面體等）。高階網格的劃分能夠在一些關鍵面上在不損失網格精度的情況下降低網格數量。
任何時候針對任何復雜系統進行數值模擬時，控制方程與幾何模型都需要經過不同程度的離散化處理。在 CFD 模擬中，網格劃分將系統幾何模型離散化，創建一組被用于控制方程計算的節點。現代 CFD 的一個挑戰是在模擬中如何做到求解高精度、網格高分辨率和低計算資源耗費的平衡。為了達到這一目標，很多網格生成方法的開發都意圖在處理復雜幾何圖形的同時不增加計算復雜性。
在 CFD 模擬使用的多種網格生成方法中，高階網格是一種能夠實現精度、分辨率和計算成本平衡的有效方法。高階網格劃分的目標是利用高階多項式曲線的優勢為 CFD 計算創建網格，從而實現在復雜系統環境下提供比線性網格更高的精度。高階網格是如何生成的？就計算精度和計算復雜性而言又是如何在線性網格上疊加實現的？
展開 當然這是個特殊的情況，實際結構的響應更較為復雜，如一階振型和二階振型不一定同時達到正向峰值，這里不做過多討論，僅僅給大家理解高階振型對變形模式不利影響的一些顯式的理解?？偨Y一下，結構的高階振型對結構的變形模式的影響存在于結構受力的各個階段，只是結構在彈塑性狀態下，結構利用其變形能力來達到耗能并降低地震響應，因而位移響應較大，所以高階振型在此階段下影響被放大出來。這一點結論也和當下的關于旗幟型自復位結構由于耗能不足，結構峰值響應更大，高階振型的影響較傳統結構更為顯著的結論相呼應。
寫在最后
既然了解了高階振型產生的機理，那么我們在結構設計中可以通過哪些方法降低高階整形的影響呢。這里為了和前文銜接，我們僅從理論上探索可行的方式，不在結構形式上做文章，因為時下對結構整體變形可控的結構整體構造方法也有很多學者研究，比如配備搖擺墻，強行使得結構變形呈現出基本模態。理論上，我們發現，降低結構的峰值響應，結構的高階振型的不利影響就會顯著降低，比如若結構始終彈性階段，且不考慮層間加速度對非結構構件的影響，以及住戶的舒適度，那么高階振型的不利影響幾乎可以忽略。因為結構的整體變形很小。所以對降低峰值響應的措施就是降低高階振型的策略。已有的研究的表明，對于dual system( 擁有較高屈服后剛度系數的結構)可以顯著降低結構的峰值響應，以及提高結構的耗能能力也是有效的手段。寫到這，剩下的理論串燒就交給讀者了。
最后投身抗震的小伙伴們加油哈??！
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【公眾號內容回顧】
【關于OpenSEES編程及原理】
1.【OpenSEES編程與原理】基于VS2022的OpenSEES3.3.0開發環境搭建
2.
展開 3.超表面實現任意階微分
研究團隊提出了一種通用設計方法：通過調控PB超表面的相位梯度φ(kx)，使其滿足sin(φ(kx))∝(ikx) 。當輸入光場通過4f成像系統（由兩個透鏡組成的傅里葉變換系統）時，超表面位于傅里葉平面，對輸入圖像的頻譜進行調制，最終在輸出端得到n階微分結果。
圖1 利用PB元表面進行高階光學模擬微分運算。第一列(a、d和g)、第二列(b、e和h)和第三列(c、f和i)分別對應于一階、三階和五階微分；第一行表示PB元表面的梯度相位；第二行示出了對應的計算出的光學傳遞函數；第三行對應于沿著白色虛線的場分布，其中藍色點和紅色線分別是模擬結果和擬合曲線。
關鍵技術突破：
相位梯度設計：通過泰勒展開近似，將超表面的相位梯度設計為φn(kx)=cn(kx) ，并通過調整系數c 擴展工作區域。
多階復用：單個超表面集成不同方向的相位梯度，通過角度復用實現多階并行微分。
圖2 高階微分元表面表征。（a）元表面的結構；（b）所設計的PB超表面的梯度相位；（c）制造的超穎表面的SEM圖像；（d）和（e）用于測量光學傳遞函數和進行高斯基模高階導數的實驗裝置
實驗驗證：五階微分與超分辨率成像
1.五階微分實驗
研究團隊制備了硅基PB超表面（單元結構為197×95×600 nm的納米柱），并在實驗中成功實現了一階至五階微分。以高斯光束為例，其五階微分結果呈現典型的厄米特-高斯模式，與理論預測高度吻合。對“貓”形強度圖像和“方框”相位圖像的微分實驗進一步證明，高階微分可顯著增強邊緣細節，且峰值數量與微分階數一致。
圖3 高階光學微分的實驗觀測
2.超越瑞利極限：光學超分辨率
傳統光學成像受限于衍射極限（瑞利判據），無法分辨距離小于瑞利距離的兩個點光源。
展開 CFD這面玩高階格式的很多。今天就舉幾個例子。簡單說一下這些高階格式。
一、矩方法高階格式
很多人可能一看標題就蒙了，其實不必，就簡單理解為高階格式就行。我也會把這個東西盡可能說的簡單。
在矩方法領域，矩一般代表著某些變量，比如密度、動量等。那在這塊，咱就假定密度是一種矩。
矩方法要對網格面上的矩進行重組，最簡單的UPWIND格式，大家都非常熟悉。直接網格上游體心的值就等于面心的值。非常簡單、非常straightforward。
當然，Upwind是一階格式。
如果在矩方法中，如果要上二階以上格式，這就費事了。需要某些特殊的算法，傳統central中心格式不能用，會導致震蕩。
目前在矩方法這個非常小非常小的領域，用的一些特殊的格式，這個植入的過程，真是夠喝一壺的。
因為咱植入過這個格式，光是學習，就得學幾個月。代碼量也不少。當然了，這種流弊的東西，發文章可以大大的提升接受率。
然后，也只能實現個二階。。。
大體上就是，為了實現個高階格式，投資了3000萬，到頭來給項目方做項目，合同總價只加了30萬。。。
二、WENO高階格式
WENO高階格式，這個在幼兒園大班大家就開始接觸了。
由于結構網格已經成為過去式，但是在非結構網格植入WENO，喝個4 5壺絕對要的。有些搞不明白的，幼兒園都沒法畢業。
現在對邊看看比如在OpenFOAM里面植入WENO需要做哪些處理。
首先就是非結構網格那個stencil確定，本身咱們非結構網格沒有編號，那么WENO怎么確定stencil？
然后就是做積分，看下面這個圖，直觀來講，central格式，upwind格式，直接插值過來就行。
展開 相信大家還記得，WFS 雖然能實現高質量聲場重構，但需要幾百通道的揚聲器陣列，堪稱聲學領域的 "土豪級" 系統。
那么，有沒有更加經濟實用、部署更靈活的三維聲場重構方案呢？
今天，我們就來系統介紹另一種主流的聲場重構技術 ——高階 Ambisonics (HOA)。從基本原理、采集方法、重構技術到工業與商業應用，一文講透這項正在改變聲學體驗的核心技術。
一、什么是 Ambisonics？從一階到高階的進化
Ambisonics 是由牛津大學 Michael Gerzon 在 1970 年代開創的三維空間聲場重構技術。它的核心思想是：將聽音者置于一個虛擬 360° 球面的中心，完整記錄并重現來自球面各個方向的聲音，而非傳統立體聲僅有的前方兩個聲道，從而帶來更加可信、沉浸式的空間聽覺體驗。
一階 Ambisonics (FOA)：基礎版 3D 聲
最初，Gerzon 等人利用無指向性和 8 字形傳聲器，采集聲場的零階和 3 個正交方向的一階信息，得到 4 路信號 (W, X, Y, Z)，也就是我們常說的B-format 格式。這種系統被稱為一階 Ambisonics (FOA)，目前已廣泛應用于 VR 游戲、360° 視頻等消費級場景。
然而，從準確重構物理聲場的角度看，一階 Ambisonics 存在明顯局限：
只能在聽音區中心極小范圍內準確重構聲場
空間分辨率低，聲源定位精度差
高頻重構能力不足
高階 Ambisonics (HOA)：基于球諧函數的突破
為了解決這些問題，Jér?me Daniel 等人發展了高階 Ambisonics (HOA) 技術。
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UMAT / VUMAT 的二次開發： 當標準材料庫無法覆蓋新興材料（如具有形狀記憶效應的鎳鈦合金、相變誘發塑性的TRIP鋼、或者超高周疲勞退化材料）時，最高階的仿真工程師必須依賴Fortran或C++編寫用戶自定義材料子程序（UMAT用于Abaqus/Standard隱式求解，VUMAT用于Abaqus/Explicit顯式求解）。
通過去除光束中的高階模和噪聲，空間濾波器是一種用于提高激光質量的技術。為了在FRED中準確模擬激光通過一個空間濾波器，光在通過濾波器之后光場的重新合成是非常重要的。這樣做將會精確的模擬在孔徑上的裁剪。在本篇文章中，將會闡述Gabor分解的光合成技術。
相干光的高斯子束模型
通過使用一個稱為高斯光束分解（GBD）的技術，可以在FRED中實現相干光的模擬。
M2的更大值表明在光束中高階模的混合。為了確定在FRED中創建的M2光束的模式組成，在樹上右鍵點擊源“detail report”，然后選擇Detailed Analysis。
圖 5.左：簡易的M平方激光光束規格。右：指定的M2激光光源中的模式分布。
例5.混合模，高階模
當一個激光不具備足夠的空間濾波時（限制孔徑大于最低階模式半徑），多模光束就會產生。
相機模塊對準技術現狀與行業痛點
光學系統的裝配誤差主要體現為透鏡偏心、傾斜、軸向偏移及傳感器位姿偏差，這些誤差會引發場曲、像散、彗差等高階像差，顯著降低MTF、分辨率等核心指標。當前行業對準技術主要分為兩類，均存在難以突破的瓶頸。
（1）傳統被動對準：效率與精度雙重受限
被動對準依賴公差分配與機械夾具定位，裝配后通過篩選合格品控制良率。
舉辦汽車算力技術論壇議程包括：
AI與計算架構：汽車從“軟件定義”到“AI定義”的范式革命
核心硬件：自主車規級芯片（如艙駕一體SOC）的突圍與量產
軟件生態：車用操作系統開源共建與國產基礎軟件的跨越發展
跨界融合：數字孿生與研發數智化轉型、云計算車云協同
前沿探索：L4級高階智能駕駛與“出行智慧生命體”的終極形態
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使用Ansys LS-DYNA對電子產品外殼進行跌落測試仿真，展示了其撞擊剛性地板時的變形
使用仿真進行虛擬跌落測試時，工程師應考慮以下最佳實踐：
在可能的情況下，使用六面體（hex）單元創建高質量、精確的網格，確保厚度方向上分布有足夠的單元，并在需要時使用高階單元。相對均勻的單元尺寸也是關鍵。Ansys產品中有各種網格劃分工具可以幫助完成此過程。
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提升閥的節能認證依據哪些標準？28天前
能效的智能進化：數字化與預測性維護
在工業4.0時代，一個“啞巴”閥門已無法滿足智能工廠的需求，節能認證的更高階標準，是閥門的智能化水平。
其中，光程差圖應如下圖所示：
從上圖中可以看出，離焦、球差和高階球差之間得到了很好的平衡，而且系統波前差的峰谷值小于5.0E-04個波長。光線像差圖的結果同樣很有意思：
從圖中同樣可以清晰的識別出系統的離焦、初級球差和高階球差，但是需要注意的是，此處的單位是弧分。
通過電壓改變液體界面曲率或彈性薄膜面型，它可在無機械位移的條件下，實現焦距乃至高階面型的連續電控調節。
在相位調制的語境下，液體透鏡首次使“動態相位調制”在工程上成為可能——波前編碼的模式本身成為可控變量。系統可根據場景特性實時調整相位編碼，在“高分辨率”“超景深”“抗模糊”等模式間自由切換。
