ANSYS建模體的案例
Ansys Zemax | 用戶自定義表面真實建模衍射式人工晶狀體透鏡
白內障手術是當今最常見的外科手術之一，在該手術中，患者的晶狀體由于光散射增加而變得渾濁，從而被人工晶狀體（IOL）取代。隨著白內障人群越來趨于越年輕化，對優(yōu)質鏡片的需求不斷增長，以提高可實現(xiàn)的圖像質量并解決無需眼鏡聚焦的問題。衍射IOL通過同時創(chuàng)建多個焦點來提供近距離和遠距離的清晰視覺，從而提供了一種可行的解決方案，在本文中我們演示了如何通過使用用戶自定義表面（UDS）DLL來擴展Zemax OpticStudio的功能，以提供衍射式人工晶狀體透鏡的真實模型。最后，我們還將討論應用了區(qū)域分解模型相對于使用內置衍射表面類型的序列分解方法的優(yōu)勢。
簡介
隨著白內障患者的需求不斷增加，人工晶狀體制造商投入更多的時間和資源到高級鏡片的研究和精密設計中。為了在很寬的物體距離范圍內提供良好的圖像質量，最終的目標是再現(xiàn)原始晶狀體的調節(jié)能力。用人造元件直接模仿人眼的自然過程面臨著幾個挑戰(zhàn)，因此這仍然是一個尚未解決的問題。然而，衍射人工晶狀體可以同時為多個觀察距離提供一個易于使用的解決方案。本文展示了如何使用光線追蹤和衍射分析來實現(xiàn)基于真實表面形狀的浮雕型衍射透鏡的真實模型，并展示了該模型在全面評估系統(tǒng)性方面的優(yōu)勢。
基本設計概念
1.階次分解
OpticStudio序列模式下的內置衍射表面模型依賴于階次分解，在此方法中，需要選擇單個衍射順序，然后衍射光焦度( Diffractive Power )由額外的相位貢獻代表，與折射率和表面矢高無關。使用這種方法，階次傳播可以通過從物體到圖像的光線或通過出射瞳孔的標量衍射來建模。這種方法提供了分析單個階次的簡單解決方案，對于使用單個目標衍射階的應用特別有益。
展開 基于Ansys Twin Builder連桿結構數(shù)字孿生體建模關鍵技術及應用
圖14 建立連桿數(shù)字孿生體模型
圖15 可執(zhí)行SDK文件夾生成
圖16 運行中的可執(zhí)行程序SDK文件夾
圖17 SDK文件夾運行輸出的連桿應力結果
六、總結
本文介紹了聯(lián)合利用Ansys Mechanical、True-Load、Ansys Twin Builder和Ansys Deployer軟件進行連桿數(shù)字孿生體模型建立的操作過程及注意事項。
1）載荷識別的操作過程中，包括單位載荷的結果文件計算、應變片的預分析、載荷識別及結果導出等，實現(xiàn)了由實測應變數(shù)據(jù)識別出連桿的真實載荷歷程，為實現(xiàn)連桿數(shù)字孿生體模型的建立提供了載荷輸入；
2）連桿降階模型的生成過程中，包括利用響應面法(RSM)生成載荷識別ROM，利用DOE試驗生成多組連桿訓練數(shù)據(jù)，利用奇異值分解法(SVD)和響應面法(RSM)生成連桿應力/變形Static ROM等；
3）在連桿數(shù)字孿生體模型搭建及部署過程中，集成了連桿響應面ROM和Static ROM，并封裝、編譯生成twin文件模型，最后生成可執(zhí)行程序SDK文件夾，即連桿數(shù)字孿生體模型的最終形式。該可執(zhí)行程序能夠完全脫離有限元仿真環(huán)境，在不同操作系統(tǒng)平臺上進行部署后，就可以根據(jù)連桿的實測應變，進行應力與變形結果的快速計算，從而實現(xiàn)了連桿結構數(shù)字孿生體的建立和應用。
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