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關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
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Ansys拓撲優化系列
一、基本操作(靜態&拓撲) 二、拓撲結構光順化&驗證 三、Ansys拓撲優化原理簡介 四、99行Matlab代碼-4.1 編號規則 四、99行Matlab代碼-4.2 擴展修改 五、制造約束&對稱約束 六、SolidWorks重建結構演示-6.1 前期準備 六、SolidWorks重建結構演示-6.2 重建前驗證
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電路板散熱仿真分析，Fluent實操詳解系列之從三到萬3-3
仿真就是把實際物理模型切割為無數微元，然后用有限元法、有限體積法等對每個微元進出口進行解方程，再迭代至整個物體，把模型求解完成。fluent、coildesigner和ansys都是這類軟件，前者是有限體積發，后兩個是有限元法。
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衍射波導架構摒棄傳統大體積反射鏡模組，利用表面浮雕光柵（SRG）與光波導全反射原理完成光信號傳輸，核心優勢如下：
結構微型化：整體體積遠小于傳統反射鏡方案，易于嵌入儀表臺狹小空間；
成像畫質優：可精準控制光路傳播，適配大視場、高清晰度成像需求；
適配性廣泛：兼容各類車型風擋曲面結構，滿足不同座艙布局設計要求。
傳統的集成光子器件設計方法依賴固有知識和經驗，難以并行處理多個波導模式，且體積、帶寬受限。我們提出利用變換光學來設計支持多個波導模式傳輸的超緊湊多模波導彎曲、交叉及多模微環腔，且支持數百納米帶寬。另外，我們基于Ansys Lumerical FDTD軟件及波導邊界曲線伴隨法逆向設計，優化實現了任意角度X型交叉等器件，器件體積極致縮小。
本仿真使用流體靜壓單元對液壓千斤頂進行建模，并闡述體積模量的概念。實際應用中，液壓千斤頂通常使用油作為液體，油的高體積模量使得加載過程中液體體積幾乎保持不變。
目標
理解體積模量的影響
熟悉流體靜壓單元的使用
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜力結構"分析。檢查單位設置。
2. 導入幾何模型（圖1）。
較為關鍵的考慮因素是能否降低仿真的空間和時間分辨率，因為算法的計算量如下：
其中，D為維度，dx為網格尺寸，V為仿真體積。這些參數通常會根據最短波長和網格精度自動設置。降低最高頻率、降低網格精度或縮小仿真體積都能提高性能，但必須權衡各種需求。進行收斂性測試，以找到合適的精度和性能平衡點。
工程師還可以利用系統級光學設計和驗證工具，如Ansys Speos CAD集成光學和照明仿真軟件，來評估其他光學機械考慮因素。Speos軟件可以評估機械組件反射的雜散光、光機組件阻擋光線，或漸暈效應（即光束路徑周邊的飽和度或亮度變暗），其系統級驗證功能，還可以查看探測器上焦點的質量和形狀以及光斑尺寸。
光學機械的未來
近年來，隨著光學系統在眾多行業中被廣泛應用，光學機械也在迅速發展。
在Ansys Workbench中，用戶可以方便的查看應力結果云圖，從而大體評估出危險疲勞區域。并且用戶可以通過選取高應力區域的單元體，再通過特征尺寸一般計算公式，來估計高應力區域的特征尺寸，進行進行合理的FKM疲勞評估。
但是，Ansys Workbench中，當用戶選中了某個/某些體單元后，在選擇信息欄中并不能直接給出單元體積和表面的有效信息輸出。
我們可以通過物體編輯器查看所選表面分組中包含的表面。其中選中的表面將高亮顯示為橙色：
注意事項
在使用多邊形物體時有以下幾點需要特別注意：
當使用POB文件表示空間幾何體時，確保POB文件中定義的矩形/三角形表面閉合為一個封閉的體積（也可以使用多邊形物體在非序列編輯器中的額外數據“是實體？
并且，除了界面顯示的結果外，還會在WB的結果文件夾中，顯示named Selection區域所有節點的編號/距離選定坐標系的距離/沿坐標系Y軸的變形量/換算后的角度值等信息，以便進行其它數據處理。
ABAQUS對于不同的網格，在描述單元內節點排序的時候是有專門規律的，如果搞錯了生成的單元就是負體積。
開發算法
對于層合板而言，我們知道它是一層一層的，像魔方一樣。
1. 基本思路
整個建模過程的基本思路是從二維平面網格出發，通過坐標擴展生成三維實體網格，然后為每一層單元指定相應的材料方向，最后按照ABAQUS的inp文件格式要求組織輸出。
</p><p>網格質量檢查（最小角度、扭曲度、體積比、邊界條件面與單元一致性等）。</p><p>網格生成的自適應能力（基于誤差估計或關鍵區域標記的局部細化）。</p><p>與求解器對齊的單元類型、材料分區、節點編號和自由度分配。
