ansys顯示對(duì)稱(chēng)部分的案例
ANSYS Workbench Mechanical 設(shè)置對(duì)稱(chēng)邊界及結(jié)果擴(kuò)展顯示
對(duì)于三維實(shí)體，往往會(huì)遇到取對(duì)稱(chēng)單元開(kāi)展計(jì)算的情況。我們需要對(duì)實(shí)體設(shè)置邊界，此外在做結(jié)果顯示的時(shí)候也希望能對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示，能完整顯示實(shí)體的結(jié)果云圖，而非對(duì)稱(chēng)單元的結(jié)果云圖。以下操作基于Workbench進(jìn)行。
首先對(duì)Workbench進(jìn)行設(shè)置。Workbench暫時(shí)默認(rèn)無(wú)法對(duì)模型進(jìn)行擴(kuò)展顯示，如果需要擴(kuò)展顯示整體模型，還需進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置。打開(kāi)Workbench，在主界面中依次選擇工具(Tool)->選項(xiàng)(Option)->外觀(Appearance)，勾選試用版選項(xiàng)(Beta Options)的復(fù)選框，如圖 1所示。
圖 1 在Workbench中打開(kāi)對(duì)稱(chēng)擴(kuò)展顯示設(shè)置操作
1 鏡像對(duì)稱(chēng)設(shè)置及結(jié)果擴(kuò)展顯示
對(duì)于鏡像對(duì)稱(chēng)實(shí)體，現(xiàn)有案例如圖 2所示。該模型由兩個(gè)同軸同高的半圓筒組成。
圖 2 鏡像對(duì)稱(chēng)實(shí)體案例
首先設(shè)置對(duì)稱(chēng)邊界。從Workbench進(jìn)入mechanical界面。項(xiàng)目樹(shù)中默認(rèn)不顯示對(duì)稱(chēng)邊界選項(xiàng)，需要手動(dòng)添加。點(diǎn)擊項(xiàng)目樹(shù)中的“模型”起始級(jí)，再點(diǎn)擊功能區(qū)中的“模型->對(duì)稱(chēng)”，添加對(duì)稱(chēng)邊界選項(xiàng)。界面操作如圖 3所示。
圖 3 Workbench Mechanical添加對(duì)稱(chēng)邊界選項(xiàng)
添加對(duì)稱(chēng)類(lèi)型。本案例是鏡像對(duì)稱(chēng)實(shí)體，需要添加對(duì)稱(chēng)區(qū)域（鏡像對(duì)稱(chēng)）。點(diǎn)擊項(xiàng)目樹(shù)中的“對(duì)稱(chēng)”，在功能區(qū)中點(diǎn)擊“對(duì)稱(chēng)區(qū)域”添加。界面操作如圖 4所示。
圖 4 Workbench Mechanical添加對(duì)稱(chēng)區(qū)域操作
添加對(duì)稱(chēng)邊界。點(diǎn)擊項(xiàng)目樹(shù)中的“模型->對(duì)稱(chēng)->對(duì)稱(chēng)區(qū)域”，在詳細(xì)信息框中進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置。選擇對(duì)稱(chēng)面，選擇一個(gè)或多個(gè)在同一對(duì)稱(chēng)面上的平面特征即可。
展開(kāi) Ansys Zemax | 設(shè)計(jì)抬頭顯示器時(shí)要使用哪些工具 – 第三部分
本文為使用OpticStudio工具設(shè)計(jì)優(yōu)化HUD抬頭顯示器系統(tǒng)的第三部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio非序列模式工具正向分析HUD系統(tǒng)的性能以及后續(xù)可能的擴(kuò)展分析。
上兩篇文章中(第一部分點(diǎn)此查看，第二部分點(diǎn)此查看)，我們主要介紹了如何以逆向方式對(duì)于HUD系統(tǒng)進(jìn)行建模，以及根據(jù)分析系統(tǒng)的初始性能，并結(jié)合具體設(shè)計(jì)指標(biāo)了解如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制與優(yōu)化。本篇文章將主要結(jié)合OpticStudio非序列模式功能進(jìn)行正向HUD系統(tǒng)性能的整體評(píng)估。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
最終步驟：從顯示器到虛像(正向)
翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)
翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)不是直接一步到位的。鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的元件翻轉(zhuǎn)工具有一些限制，HUD系統(tǒng)肯定會(huì)破壞這些限制，因?yàn)樵撓到y(tǒng)包含坐標(biāo)間斷和非標(biāo)準(zhǔn)表面。
棘手的部分是Z軸是“翻轉(zhuǎn)的”。對(duì)于像HUD這樣的非對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)，該工具無(wú)法正常工作。
另一種解決方案如下所述：
?在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，選擇Make Double Pass工具：
該系統(tǒng)在表面12上包含一個(gè)反射面，該反射就是LCD。只有我們系統(tǒng)的之后部分才值得關(guān)注。
?表面24是新的STOP表面。首先可以固定表面24的半直徑，將“孔徑”更改為“按光闌大小浮動(dòng)”，然后將“STOP”表面設(shè)置為表面24。
?系統(tǒng)需要整理：刪除從“虛像”到“顯示器”中定義的所有表面；從表面1到11。設(shè)計(jì)結(jié)果可以在表面13上移除，表面13的厚度是固定值2000mm。“物面厚度(表面0)”設(shè)置為0mm。
?表面13即STOP面可以設(shè)置為全局坐標(biāo)參考表面。
展開(kāi) Ansys Zemax | 設(shè)計(jì)抬頭顯示器時(shí)要使用哪些工具 – 第二部分
本文為使用OpticStudio工具設(shè)計(jì)優(yōu)化HUD抬頭顯示器系統(tǒng)的第二部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio工具設(shè)計(jì)分析抬頭顯示器（HUD）性能，即全視場(chǎng)像差（FFA）和NSC矢高圖。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
上篇文章中（點(diǎn)擊查看原文），我們主要介紹了如何以逆向方式對(duì)于HUD系統(tǒng)進(jìn)行建模，下一步我們將根據(jù)分析系統(tǒng)的初始性能，并結(jié)合具體設(shè)計(jì)指標(biāo)了解如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制與優(yōu)化。
初始性能
增加系統(tǒng)像差的因素是風(fēng)擋玻璃，我們可以對(duì)于像差進(jìn)行分析。
該系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化為來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn)處(眼睛)的光，并被風(fēng)擋玻璃反射；反射后，點(diǎn)列圖可以告訴我們?cè)凇罢鎸?shí)”風(fēng)擋玻璃和理想風(fēng)擋玻璃(平面鏡)的情況下的光線角度。
以下是定義文件的不同步驟：
·忽略表面6至11；
·將視場(chǎng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為角度；
·將“物面厚度”值設(shè)置為“無(wú)限”；
·在風(fēng)擋玻璃后面添加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表面，作為理想平面風(fēng)擋玻璃的模型。將材質(zhì)設(shè)置為“MIRROR”。在“Surface 4 Properties”的“Aperture”下，從“Surface 3”中拾取“Aperture”；
·創(chuàng)建兩種多重結(jié)構(gòu)：一種帶有“真正”風(fēng)擋玻璃，另一種帶有理想的平面反射風(fēng)擋玻璃(表面3和4)；
·勾選System Explorer…Aperture下的Afocal Image Space，設(shè)置單位為角度。
這些修改可以在“HUD_Step1_windshield_aberration.zar” 文件中找到：
要分析風(fēng)擋玻璃引入的像差，請(qǐng)單擊 Analyze…Aberrations…Full Field Aberration。塞德?tīng)栂癫罟ぞ咴诖瞬贿m用，因?yàn)樗幻枋鲂D(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)中的三階像差。
展開(kāi) Ansys Zemax | 設(shè)計(jì)抬頭顯示器時(shí)要使用哪些工具 – 第一部分
它將顯示駕駛員使用抬頭顯示器看到的真實(shí)圖像。
步驟1：從虛像到顯示器(逆向設(shè)計(jì))
初始結(jié)構(gòu)
為了方便起見(jiàn)，已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)模板，其中包含所有的初始結(jié)構(gòu)。在附件中即可看到。初始結(jié)構(gòu)中包含整個(gè)風(fēng)擋玻璃的自由曲面模型。風(fēng)擋玻璃可視為一個(gè)擴(kuò)展多項(xiàng)式表面。
系統(tǒng)選項(xiàng)：
?孔徑：眼盒是系統(tǒng)的光闌面，因此它代表了駕駛員眼睛的位置范圍：寬度=±50毫米，高度=±20毫米，所以我們將該尺寸的矩形孔徑放置在光闌面。
入瞳直徑(EPD)計(jì)算可得2 × (20?2 +50 ?2) ?2 = 108毫米。
?視場(chǎng)：視場(chǎng)類(lèi)型為物高，規(guī)格定義為矩形。在實(shí)際系統(tǒng)中，LDC顯示器上的圖像為虛像尺寸的6倍，因?yàn)楫?dāng)前的設(shè)計(jì)是逆向從虛擬圖像到LCD顯示器的，因此可以計(jì)算虛像的大小，并將其用作“視場(chǎng)編輯器”中定義視場(chǎng)大小的物高。液晶顯示器尺寸為：寬度=±12.5毫米，高度=±5毫米。因此，物高尺寸應(yīng)該是此值的6倍。
視場(chǎng)寬度=±75毫米(6 x 12.5)，視場(chǎng)高度=±30毫米(6 x 5)
?波長(zhǎng)：LCD顯示器將發(fā)出0.55微米的波長(zhǎng)
風(fēng)擋玻璃
可以對(duì)整個(gè)風(fēng)擋玻璃進(jìn)行建模，也可以?xún)H對(duì)HUD使用的風(fēng)擋玻璃區(qū)域進(jìn)行建模。
要找到“考察”區(qū)域，可以使用Footprint Diagram工具顯示疊加在風(fēng)擋玻璃表面上的光線跡點(diǎn)情況：
風(fēng)擋玻璃建模：
風(fēng)擋玻璃模型：
風(fēng)擋玻璃可以用序列模式表面來(lái)描述，如自由曲面或非序列CAD零件。如果將其描述為插入序列系統(tǒng)的非序列CAD零件，則系統(tǒng)變?yōu)榛旌夏Ｊ健＿@在從虛像到顯示器的逆向系統(tǒng)建模時(shí)效果良好，但在正向工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)楣怅@面位于非序列結(jié)構(gòu)表面之后（違反混合模式建模規(guī)則）。
展開(kāi) 
