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關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-07

ANSYS中光源疊加的實例教程
本課程提供照明系統中光源的介紹,作為照明系統光源的信息中心。本課是照明學習路徑的第二課。在這一課中,將描述照明系統中的各種光源類型以及如何這些使用光源。光源是照明系統的起點和支點,可以說是照明設計中最關鍵的部分。
簡介:照明系統中光源的剖析
光源有許多不同的形狀、大小和形式,但用于照明設計的數據是:來自光源光線的位置x、 y、 z,光線的方向角l、 m、 n,光線的能量、波長或顏色。
在最簡單的情況下,當光學元件遠離光源時,它可以近似為一個點光源。方向分布的簡化情況可以近似為各向同性分布或朗伯分布。
由于缺乏一個綜合的光源模型,有時照明系統的模擬結果與實驗結果不匹配。對于離光學元件較近的光源,將存在具有表面分布可能性的光收集立體角較大的情況。在這種情況下,一個包含物理尺度上反射和折射的完整光源模型可能更適合于得到與現實生活相符合的實現結果。只能說,當點光源或平行光束等光源足以代表照明系統時,這類簡化模型對照明系統來說并不是一個錯誤的選擇。如果與近似光源相比,更復雜的光源不會改變結果,那么更直接的光源能夠更有效地模擬系統。
不同的光源
雖然光源的數目很多 ,下面我們將介紹我們在照明設計中使用的幾個有代表性的光源。
LEDs (發光二極管),單片機驅動和磷模型
LDs (激光二極管)
白熾光源,如燈泡和太陽
熒光光源,如熒光燈
金屬蒸汽光源,如 金屬鹵化物燈
高壓氣體放電光源
這些光源的建模將包括光譜、輻射、亮度分布信息。
有四種方法可以創建復雜的光源模型。
幾何模型:光源的物理模型。二極管、環形反射鏡、焊線、模具和外部包裝均為幾何建模結果。一方面,這種方法給出了一個許多假設符合光源幾何形狀的復雜光源。
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,實現亞波長結構在光線追跡仿真中的精準復刻。
Ansys Lumerical套件、Ansys Speos軟件和Ansys Zemax OpticStudio軟件都可以對衍射光學元件進行仿真。在Lumerical套件中,可以使用FDTD和RCWA求解器對單個組件進行設計,而在OpticStudio軟件中,可以對DOE的性能進行分析。這些軟件包使您能夠同時對單個透鏡或多個透鏡進行仿真。
本次研討會除了介紹 Ansys Mechanical 隨機振動分析的基礎流程與功能,還將涵蓋以下要點:1. 通過 Ansys nCode DesignLife 工具從時序載荷樣本生成 PSD 與 CSD 載荷譜;2. 在 Mechanical 中進行多點激勵加載的方法以及結果解讀;3. 阻尼設置的技巧,以及預應力疊加、疲勞分析等后處理方法。
致動器
許多自適應前照燈系統使用步進電機或致動器來移動光路徑中的組件或旋轉整個總成的指向方向,從而改變前照燈光束。前照燈總成中的致動器需要足夠穩健,以承受車輛沖擊和振動、極端天氣條件以及滿足長時間的日常使用需求。
光源
光源是任何自適應前照燈系統的核心。在一些新車型中,光源由一個或多個鹵素燈泡、氙氣投影燈、LED燈、LED矩陣或激光器組成。光源的類型決定了其成本、光色和強度。
</p><p>核心模組主要是由玻璃基板以及微透鏡陣列構成的多層結構“芯片”,模組入光面由上百個微型透鏡組成,主要是將入射光聚焦到中間層;模組中間層是圖像掩膜,通過光刻工藝實現了所需的投影圖像陣列;模組出光面同樣是一層微透鏡陣列結構,能夠實現將掩膜上的圖案精確成像并投射到目標面,每個透鏡單元投影的疊加最終形成明亮清晰的最終圖像。</p><p>光闌用于阻擋雜散光,能夠消除投影成像過程中鬼影等問題。
四、V&V 軟件工具鏈
V&V 不是單一軟件能完成的任務,而是橫跨求解、量化、對比、管理的完整工具鏈:
① CAE 求解器層
結構:Abaqus、ANSYS Mechanical、Nastran、LS-DYNA
流體/熱:ANSYS Fluent、CFX、Star-CCM+
多物理場:COMSOL Multiphysics
顯式動力學
在光路編輯器當中雙擊元件或者探測器,在下方自由空間傳播的選項中也可以對傳輸算法進行設置。如圖所示,在元件中可以設置光源到元件的傳輸方式也可以設置元件到下一個元件的傳輸算法。。在探測器可以設置光源到探測器或者元件到探測器的傳輸算法。
負輻射壓力超材料
將光照射在傳統材料(即顯示正折射率)上會產生正輻射壓力,這意味著材料被推離光源。而負折射率材料上會發生相反的效應,這意味著材料被拉向光源。
這可被用于諸如提高光源和激光器操作中的能量傳遞效率和光吸收,或改善薄膜太陽能電池中的光吸收。
雙曲超材料
雙曲超材料可表現為金屬或電介質,具體取決于光的傳播方向。
在Speos中驗證和可視化結果
1.打開項目reflective_polarizer.scdocx,并檢查“reflective_polarizer”的材料定義設置。關于在Speos中使用LSWM插件的方法,也可參見參閱文末鏈接[1]。在提供的項目中,定義了三個準直面光源,其入射角分別為0°、30°和60°。
2.加載腳本Speos validation.py。
行業:汽車
Ansys產品工作流程:Zemax
目標受眾:光學工程師
Ansys Speos2026 R1新功能
生產力提升
默認情況下不篩選結果(全部)
Ansys Speos用戶體驗增強:
- 多選仿真中的上下文菜單
- 從現有仿真中獲取光源/傳感器/幾何體
- 改進仿真結果的可視化效果,提高透明度
- 光線動畫
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