ansys空間電場(chǎng)的案例
Ansys Zemax | 如何使用物理光學(xué)傳播（POP）工具描述空間電場(chǎng)傳播（一）
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本文是系列文章的第一部分，介紹了OpticStudio中的物理光學(xué)傳播（POP）工具，該工具能夠在自由空間中模擬電場(chǎng)的傳播。文中還引入了Beam File Viewer功能，它可用于檢查每個(gè)表面上光束的相位和強(qiáng)度。
介紹
物理光學(xué)傳播 （POP） 工具是 OpticStudio 中唯一需要?jiǎng)邮种笇?dǎo)才能獲得正確結(jié)果的工具之一。原因在于它采用標(biāo)量衍射理論在空間中模擬電場(chǎng)的傳播，從而對(duì)菲涅耳傳播過程非常敏感。這個(gè)過程必須在實(shí)現(xiàn)高光束分辨率與捕獲所有空間頻率的寬網(wǎng)格寬度之間取得平衡。因此，用戶每次都必須徹底檢查 POP 運(yùn)行的設(shè)置和結(jié)果。
本系列將介紹使用 POP 設(shè)置和評(píng)估簡(jiǎn)單系統(tǒng)的正確方法。在本文中，我們將討論示例系統(tǒng)并研究評(píng)估 POP 結(jié)果的方法。
物理光學(xué)傳播幫助文件
因此，在閱讀這一系列文章之前，請(qǐng)先閱讀OpticStudio提供的資料（幫助手冊(cè)）中有關(guān)物理光學(xué)傳播的內(nèi)容。
如下圖所示，可以在Help菜單欄中找到"Help System"按鈕，直接搜索“POP”，或者從目錄中選擇“The Analyze Tab \ Laser and Fibers Group \ About Physical Optics Propagation”。
示例鏡頭文件
本文的范例結(jié)構(gòu)如下圖所示：該系統(tǒng)由兩片非球面單透鏡構(gòu)成。第一片透鏡準(zhǔn)直光束，第二片透鏡聚焦光束。其中：兩片透鏡都使用了r4非球面系數(shù)來校正球差。
注意：在光束的準(zhǔn)直部分有一個(gè)小的中央遮擋，系統(tǒng)的波長(zhǎng)設(shè)置為 1 um。
假設(shè)系統(tǒng)光源為光纖提供的高斯光束。
設(shè)置系統(tǒng)Aperture Type為Object Space NA，Aperture Value為0.05。
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存儲(chǔ)這種規(guī)模的像素陣列需要4.3 GB的RAM空間。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(63, 63, 63);">對(duì)于一般電腦而言，要計(jì)算如此大量的像素對(duì)幾乎是不可能完成的任務(wù)，即便能夠計(jì)算，也需要耗費(fèi)極長(zhǎng)的時(shí)間。因此，采用物理光學(xué)傳播（POP）方法來查看相位分布顯然是不切實(shí)際的。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(63, 63, 63);">對(duì)于大多數(shù)大孔徑系統(tǒng)，通常情況下，基于光線的光纖耦合算法（Ray-based Fiber Coupling）更為適用，物理光學(xué)傳播分析并非必要。對(duì)于絕大多數(shù)光纖耦合系統(tǒng)，透鏡邊緣所產(chǎn)生的衍射效應(yīng)并不顯著。在此類情況下，建議使用基于光線的光纖耦合算法。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ssJ36PiaQIGl0p9GbqasmvalIO8k8Rr2Wcsr4BGAGtibIK2be1FKpH6MAIMMq0UVErs4mxDnhaqodTDI5niaClaQg/640?
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轉(zhuǎn)換前空間中的網(wǎng)格寬度決定了轉(zhuǎn)換后空間的像素尺寸大小，較寬的網(wǎng)格可以使轉(zhuǎn)換后的面解析度更高。
為了提高第2面至第4面上的解析度，我們將起始網(wǎng)格寬度從0.1mm調(diào)整為了0.4mm。
執(zhí)行一次POP之后，在光束查看器中放大面1上的光束部分，首先檢查起始光束的取樣數(shù)是否足夠。隨后在圖中可以看出雖然網(wǎng)格寬度放大到0.4mm，但是光束取樣仍然是足夠的。
此時(shí)，在面4之后，網(wǎng)格尺寸變成比較合理的寬度126mm。放大后可以看出光束取樣狀況比之前有了明顯的改善。
調(diào)整準(zhǔn)直空間的采樣
在面9處，我們放置了一個(gè)圓形的遮擋區(qū)域，從圖中的光束查看器中可以看到網(wǎng)格寬度沒有改變。但是圓形遮擋區(qū)域出現(xiàn)了不平滑的鋸齒狀。這些X與Y方向的像素格造成的銳利鋸齒狀的邊緣缺陷，會(huì)在后續(xù)的傳播中越來越嚴(yán)重。
從系統(tǒng)的3D Layout中，可以看出光束從面3（第一個(gè)透鏡前表面）到面9（遮擋面）傳播距離不長(zhǎng)并且光束大小也改變不大。因此，如果在系統(tǒng)中調(diào)整面3的取樣數(shù)，這一改變將會(huì)對(duì)后續(xù)幾個(gè)準(zhǔn)直空間中的面產(chǎn)生相應(yīng)的影響。
打開3上的光束文件，可以看到網(wǎng)格寬度為120mm。隨后在面屬性（Surface Properties）對(duì)話框中的Physical Optics區(qū)域中選擇要重新取樣這個(gè)光束，并且設(shè)定網(wǎng)格寬度為30mm，這樣可以將后續(xù)傳播面上的光束像素提高4倍。
再次執(zhí)行POP后，可以看到面3的網(wǎng)格寬度如同預(yù)期是30mm，將面9上的光束放大后可以看到中心遮擋區(qū)域的解析度有了很大的提升，像素造成的鋸齒邊緣缺陷也有了明顯的改善。
采樣不足的圖像
在做了前面兩個(gè)改動(dòng)之后，可以看出直到面13（第二篇透鏡的后表面）為止，取樣率都是沒問題的，但是在像表面上的取樣率還是比較差。
展開 基于COMSOL的空間調(diào)制電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物微納米結(jié)構(gòu)成型
在聚合物微納米結(jié)構(gòu)制造方法中，空間調(diào)制電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物流變成形技術(shù)由于在材料普適性、結(jié)構(gòu)均勻性等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，獲得了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。“空間調(diào)制電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物流變成形”工藝采用結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電模板與涂覆有聚合物薄膜的導(dǎo)電襯底作為對(duì)電極，形成誘導(dǎo)模板/空氣/聚合物/導(dǎo)電襯底的多層結(jié)構(gòu)。電極對(duì)之間施加電壓后，因模板結(jié)構(gòu)的調(diào)制，在空氣-聚合物界面處形成隨空間位置變化的電場(chǎng)。這種“空間調(diào)制電場(chǎng)”產(chǎn)生的 Maxwell 應(yīng)力張量驅(qū)動(dòng)聚合物朝向誘導(dǎo)模板運(yùn)動(dòng)，形成具有一定形貌或尺寸的聚合物微納米結(jié)構(gòu)。
數(shù)值模擬：針對(duì)目前線性穩(wěn)定分析方法在空間調(diào)制電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物流變成形方面的不適用性，本章兼顧微納米尺度效應(yīng)，建立了基于電流體動(dòng)力學(xué)的兩相流動(dòng)力學(xué)模型，并從力學(xué)分析角度出發(fā)研究了聚合物在空間調(diào)制電場(chǎng)作用下的流動(dòng)成形機(jī)理，探討了成形過程中電場(chǎng)與聚合物流場(chǎng)間的耦合關(guān)系，深入理解空間調(diào)制電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物流變成形的本質(zhì)原因。
兩相流動(dòng)力學(xué)模型 ：由于聚合物復(fù)形過程中誘導(dǎo)模板與導(dǎo)電襯底的固定性，聚合物誘導(dǎo)流變過程的動(dòng)態(tài)演變可歸結(jié)于外加電場(chǎng)作用下聚合物氣液界面的動(dòng)態(tài)追蹤，在此，采用兩相流模型描述氣液界面形貌的演變狀態(tài)。在描述空間調(diào)制電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物流變行為中，需要解決的關(guān)鍵問題為：（1）電場(chǎng)與流場(chǎng)的耦合，即電場(chǎng)如何對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生作用力，流場(chǎng)如何影響電場(chǎng)分布；（2）準(zhǔn)確的追蹤氣液界面，即如何展現(xiàn)電場(chǎng)誘導(dǎo)聚合物流變成形的動(dòng)態(tài)過程。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，兩相流模型包括以下三個(gè)方面：（1）電場(chǎng)，即 Maxwell 方程，描述外加電壓下聚合物與空氣內(nèi)部的空間調(diào)制電場(chǎng)分布；（2）流場(chǎng)，即 Navier-Stokes方程，描述流體（包含空氣與聚合物）的流變狀態(tài)；（3）相場(chǎng)，即 Cahn-Hilliard 方程，描述流體狀態(tài)屬性以及氣液界面的運(yùn)動(dòng)過程。
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如何使用物理光學(xué)傳播（POP）工具描述空間電場(chǎng)傳播（二）
如何使用物理光學(xué)傳播（POP）工具描述空間電場(chǎng)傳播（二）
如何使用物理光學(xué)傳播（POP）工具描述空間電場(chǎng)傳播（二）
概要
本系列文章將介紹如何使用OpticStudio中的物理光學(xué)傳播（POP）工具計(jì)算電場(chǎng)在自由空間中傳播的狀況。本文主要介紹如何查看光束強(qiáng)度以及與強(qiáng)度有關(guān)的問題。
這一系列的文章一共有三篇，本文為第二篇。三篇文章中，我們只舉一個(gè)例子說明如何正確的使用POP。 三篇文章的內(nèi)容安排如下：
第一篇：討論范例系統(tǒng)，介紹如何使用光束查看器（Beam File Viewer）。
第二篇：介紹如何查看光束強(qiáng)度以及與強(qiáng)度有關(guān)的問題。
第三篇：介紹如何查看光束相位以及與相位上有關(guān)的問題
光束強(qiáng)度數(shù)據(jù)中可能存在的問題
在本系列第一篇文章中，我們可以使用光束查看器（Beam File Viewer）來查看范例系統(tǒng)中不同面上的光束情況。
這是因?yàn)樵赑OP執(zhí)行過程中，我們?cè)O(shè)定了儲(chǔ)存光束文件，這樣就我們可以在光束查看器中通過選擇儲(chǔ)存的不同光束文件來查看光束在系統(tǒng)中不同面上的分布情況。
光束查看器中文件選擇
在范例系統(tǒng)中，面1是物面，因此面1上的光束分布顯示了光束剛射進(jìn)系統(tǒng)時(shí)的情況。圖3所示的就是面1上的光束分布情況，看起來是最初計(jì)算的束腰半徑為6.4mm的高斯光束。
面1上的光束強(qiáng)度。這是起始面，光束解析正常
但是，我們可以看到面2上的網(wǎng)格的寬度變得非常大（124.2mm），并且光束解析度非常差。透鏡前表面即面4上的光束取樣甚至更差（253.8mm）。放大面4上的光束可以看到強(qiáng)度分布的峰值僅被4個(gè)像素表示，光束強(qiáng)度在像素邊界快速的變化，這造成了在X和Y方向上相對(duì)于光束傳播有高頻噪點(diǎn)。
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如何使用物理光學(xué)傳播（POP）工具描述空間電場(chǎng)傳播（一）
如何使用物理光學(xué)傳播（POP）工具描述空間電場(chǎng)傳播（一）
概要
本系列文章將介紹如何使物理光學(xué)傳播（POP）工具計(jì)算電場(chǎng)在自由空間中傳播的狀況。本文主要討論了范例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并介紹如何使用光束查看器（Beam File Viewer）。
OpticStudio中有的許多工具往往運(yùn)用起來非常便捷，只要點(diǎn)擊按鈕，對(duì)應(yīng)結(jié)果就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出來。但是物理光學(xué)傳播工具（Physical Optics Propagation，以下簡(jiǎn)稱POP）不是那么簡(jiǎn)單的。POP利用標(biāo)量衍射理論計(jì)算自由空間的傳播電場(chǎng)，需要使用者給出正確的設(shè)置才會(huì)有正確的計(jì)算結(jié)果。
造成POP設(shè)置較為復(fù)雜的原因主要和Fresnel傳播特性有關(guān)，而這一特性又和快速傅立葉轉(zhuǎn)換（Fast Fourier Transform，簡(jiǎn)稱FFT）有關(guān)；除此以外，如果要給出準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，還需平衡好光束采樣率和采樣區(qū)域大小的關(guān)系。因此，每一次使用POP 時(shí)，使用者都必須仔細(xì)的檢查參數(shù)的設(shè)置。
這一系列的文章一共有三篇，本文為第一篇。三篇文章中，我們只舉一個(gè)例子說明如何正確的使用POP。 三篇文章的內(nèi)容安排如下：
第一篇：討論范例系統(tǒng)，介紹如何使用光束查看器（Beam File Viewer）。
第二篇：介紹如何查看光束強(qiáng)度以及與強(qiáng)度有關(guān)的問題。
第三篇：介紹如何查看光束相位以及與相位上有關(guān)的問題
本文我們不會(huì)過多的討論空間傳播理論和POP算法細(xì)節(jié)。因此，在閱讀這一系列文章之前，請(qǐng)先閱讀OpticStudio提供的資料（幫助手冊(cè)）中有關(guān)物理光學(xué)傳播的內(nèi)容。
展開 workbench電場(chǎng)分析（ANSYS專家）
前面的帖子出了問題，重新發(fā)一遍。
欲及時(shí)了解本人的帖子和更多的ＡＮＳＹＳ知識(shí)的普及，請(qǐng)加關(guān)注和點(diǎn)贊！！！
ANSYS Workbench 計(jì)算二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)電場(chǎng)的視頻
ANSYS Workbench模塊中對(duì)于電場(chǎng)的計(jì)算現(xiàn)在只能計(jì)算電流傳導(dǎo)場(chǎng)。今天為大家貢獻(xiàn)一個(gè)自己制作的二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)計(jì)算視頻，為大家提供參考。 模型也比較簡(jiǎn)單，初入門的朋友們可以用來學(xué)習(xí)。希望大家可以提出寶貴的批評(píng)意見。(其實(shí)本人對(duì)于經(jīng)典模塊較為熟悉，但是由于本人只會(huì)APDL不用GUI，導(dǎo)致了無法錄制視頻。所以只能貼一個(gè)WB版本的了。)
1 模型：
模型為來自于靜電除塵中裝置中的帶電部分。結(jié)構(gòu)上為內(nèi)外雙層金屬圓環(huán)，內(nèi)層的環(huán)為1000V高電位，外層環(huán)為0V地電位。完整的三維模型圖見2樓”三維結(jié)構(gòu)“
由于模型軸對(duì)稱，載荷軸對(duì)稱，因此可以簡(jiǎn)化為二維軸對(duì)稱問題的求解。一般三維問題嫩郭建華成二維問題，則瑩盡量簡(jiǎn)化。三維計(jì)算中由于網(wǎng)格不一定嚴(yán)格規(guī)整，計(jì)算精度也許會(huì)降低。
模型是用AutoCAD建立，然后生成面域，輸出為SAT格式的文件。
然后打開workbench，把Electrica模塊拖拽過來，導(dǎo)入之前的sat文件。
在導(dǎo)入workbench中之后進(jìn)行了簡(jiǎn)單的處理。二維軸對(duì)稱計(jì)算的時(shí)候一定要注意，模型對(duì)稱軸必須是Y軸，而且模型必須全部在X的正半軸才可以。同時(shí)，由于金屬是等電位的，內(nèi)部沒有電流流過，所以可以不建立實(shí)體模型，有外輪廓就可以了。所以最后的二維模型其實(shí)就只有空氣了。
見2樓”二維模型“
視頻里我的空氣建立的有些大了，當(dāng)初隨手畫的。電場(chǎng)計(jì)算的時(shí)候空氣域一定要建立的足夠大才可以保證電場(chǎng)的精度的，本人一般建立為5-8倍的最大外徑，當(dāng)然，這個(gè)具體的尺寸有興趣的朋友們可以去驗(yàn)證一下的。
2 材料參數(shù)：
添加材料“air”，定義電阻率1e20。
3 網(wǎng)格
圓環(huán)的部分，尤其是內(nèi)層圓環(huán)的部分網(wǎng)格要平滑，因?yàn)楦唠娢坏募饨切螤顣?huì)造成電場(chǎng)集中。
展開 手摸手教你入門ansys maxwell | 銅線電場(chǎng)分布
手摸手，所有截圖教你入門ansys maxwell 有限元分析最簡(jiǎn)單案例 - 銅線電場(chǎng)分布。
0、需求說明
使用 ansys maxwell 對(duì)電纜線電場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。
電纜尺寸
銅芯半徑為 15mm，絕緣體層為 7mm。以下為電纜線橫截圖
求解操作整體流程
首先使用maxwell 2D設(shè)計(jì)，并設(shè)置solution type為 AC conduction，然后分別進(jìn)行以下操作即可。
【原創(chuàng)經(jīng)驗(yàn)貼】利用ANSYS計(jì)算二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)電場(chǎng)
不過電場(chǎng)計(jì)算中的plane230真真是一個(gè)萬能單元，上面三個(gè)場(chǎng)全都可以計(jì)算。 材料定義時(shí)，要根據(jù)不同的場(chǎng)域定義不同的材料屬性，靜電場(chǎng)計(jì)算要定義介電常數(shù)，電流傳導(dǎo)場(chǎng)計(jì)算要定義電阻率，暫態(tài)場(chǎng)計(jì)算要同時(shí)定義以上兩種。
建模：
建模在電場(chǎng)計(jì)算中尤為重要，拿到圖紙不要著急建模，看懂圖紙很重要。所謂是磨刀不誤砍柴工，對(duì)圖紙真正了解了，知道了該怎么去仿，可以為以后節(jié)省很多時(shí)間，省的算完一遍發(fā)現(xiàn)問題還要再修改。
1：算電場(chǎng)應(yīng)該知道電場(chǎng)是忌諱尖角的，所以對(duì)于圖紙中有可能造成電場(chǎng)集中的部位都應(yīng)該有倒角，有的時(shí)候結(jié)構(gòu)圖紙不一定會(huì)標(biāo)明，但是自己心中應(yīng)該清楚。
2 ：建模時(shí)，相鄰的金屬可以整體建模；對(duì)于裝配圖紙中的螺栓連接位置，如果連接的兩側(cè)都是金屬，而且螺栓不太大，那么可以直接和相連接的金屬建成整體；
3：模型中有均壓罩時(shí)，均壓罩內(nèi)側(cè)的電場(chǎng)會(huì)很小，這個(gè)部位的結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)簡(jiǎn)化，一些小尺寸的結(jié)構(gòu)適當(dāng)可以忽略。同時(shí)，如果分析者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以判斷出模型大致電場(chǎng)分布，在等位線較稀疏的部位也可以做簡(jiǎn)化；
4： 模型中承受高電位的部件的形狀對(duì)于電場(chǎng)分布由較大作用，需要謹(jǐn)慎處理，嚴(yán)格避免尖角。
5：電場(chǎng)計(jì)算中，金屬為等勢(shì)體，因此可以不建模，但是個(gè)人呢感覺云圖出來后黑乎乎的一團(tuán)甚是不好看，因此一般就會(huì)建出來。這樣做還有一個(gè)好處，就是加載方便。因?yàn)槿绻考饘俚脑挘┘痈叩洼d荷的時(shí)候就要把羅闊邊挨個(gè)全選出來，這對(duì)于復(fù)雜的工程模型是很頭疼的一件事，但是如果建立了金屬，就可以直接選擇面，或者選擇面上衣服的線，面上依附的節(jié)點(diǎn)，這樣不管是面加載，線加載還是節(jié)點(diǎn)加載都很方便。
6 ：能算二維就不算三維。
網(wǎng)格：
個(gè)人對(duì)于網(wǎng)格劃分甚是不熟練，這里就不多說；有一條很重要，就是長(zhǎng)強(qiáng)大的地方網(wǎng)格一定要夠細(xì)，而且質(zhì)量要好。
展開 利用ANSYS 命令流計(jì)算二維軸對(duì)稱電場(chǎng)（個(gè)人經(jīng)驗(yàn)貼）
不過電場(chǎng)計(jì)算中的plane230真真是一個(gè)萬能單元，上面三個(gè)場(chǎng)全都可以計(jì)算。 材料定義時(shí)，要根據(jù)不同的場(chǎng)域定義不同的材料屬性，靜電場(chǎng)計(jì)算要定義介電常數(shù)，電流傳導(dǎo)場(chǎng)計(jì)算要定義電阻率，暫態(tài)場(chǎng)計(jì)算要同時(shí)定義以上兩種。
建模：
建模在電場(chǎng)計(jì)算中尤為重要，拿到圖紙不要著急建模，看懂圖紙很重要。所謂是磨刀不誤砍柴工，對(duì)圖紙真正了解了，知道了該怎么去仿，可以為以后節(jié)省很多時(shí)間，省的算完一遍發(fā)現(xiàn)問題還要再修改。
1：算電場(chǎng)應(yīng)該知道電場(chǎng)是忌諱尖角的，所以對(duì)于圖紙中有可能造成電場(chǎng)集中的部位都應(yīng)該有倒角，有的時(shí)候結(jié)構(gòu)圖紙不一定會(huì)標(biāo)明，但是自己心中應(yīng)該清楚。
2 ：建模時(shí)，相鄰的金屬可以整體建模；對(duì)于裝配圖紙中的螺栓連接位置，如果連接的兩側(cè)都是金屬，而且螺栓不太大，那么可以直接和相連接的金屬建成整體；
3：模型中有均壓罩時(shí)，均壓罩內(nèi)側(cè)的電場(chǎng)會(huì)很小，這個(gè)部位的結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)簡(jiǎn)化，一些小尺寸的結(jié)構(gòu)適當(dāng)可以忽略。同時(shí)，如果分析者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以判斷出模型大致電場(chǎng)分布，在等位線較稀疏的部位也可以做簡(jiǎn)化；
4： 模型中承受高電位的部件的形狀對(duì)于電場(chǎng)分布由較大作用，需要謹(jǐn)慎處理，嚴(yán)格避免尖角。
5：電場(chǎng)計(jì)算中，金屬為等勢(shì)體，因此可以不建模，但是個(gè)人呢感覺云圖出來后黑乎乎的一團(tuán)甚是不好看，因此一般就會(huì)建出來。這樣做還有一個(gè)好處，就是加載方便。因?yàn)槿绻考饘俚脑挘┘痈叩洼d荷的時(shí)候就要把羅闊邊挨個(gè)全選出來，這對(duì)于復(fù)雜的工程模型是很頭疼的一件事，但是如果建立了金屬，就可以直接選擇面，或者選擇面上衣服的線，面上依附的節(jié)點(diǎn)，這樣不管是面加載，線加載還是節(jié)點(diǎn)加載都很方便。
6 ：能算二維就不算三維。
網(wǎng)格：
個(gè)人對(duì)于網(wǎng)格劃分甚是不熟練，這里就不多說；有一條很重要，就是長(zhǎng)強(qiáng)大的地方網(wǎng)格一定要夠細(xì)，而且質(zhì)量要好。
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【ansys電磁實(shí)例-基礎(chǔ)】Workbench 計(jì)算二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)電場(chǎng)的視頻
原帖子鏈接見http://forums.caenet.cn/showtopic-538877.aspx
Ansys Zemax | 如何圍繞空間中的任何點(diǎn)旋轉(zhuǎn)任何元素
繞空間中任意點(diǎn)旋轉(zhuǎn)
上述情況是常見的、具體的情況。但坐標(biāo)中斷也可以用來建立一個(gè)關(guān)于空間中任何點(diǎn)的通用旋轉(zhuǎn)軸。例如，假設(shè)我們想讓鏡頭再次圍繞x軸傾斜7度。但這一次，我們想傾斜的軸點(diǎn)，距離鏡頭中心20毫米，如圖16所示。
圖 16: 繞透鏡中心上20mm的點(diǎn)傾斜透鏡2。
用于這種情況的鏡頭編輯器如圖17和18所示。在這里，我們使用了鏡頭前的三行和鏡頭后的三行，創(chuàng)建一個(gè)完全通用的旋轉(zhuǎn)軸。盡管系統(tǒng)看起來很復(fù)雜，但大多數(shù)值都是自動(dòng)填充的，我們只需要?jiǎng)?chuàng)建一次設(shè)置。然后，我們可以將這些線復(fù)制到任何光學(xué)元件上，并用它們?cè)?em>空間的任何地方放置一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸點(diǎn)。
鏡頭前的三行用于移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)軸點(diǎn)，執(zhí)行傾斜或偏心，然后返回。鏡頭后的三行也做了同樣的事情，以撤銷樞軸。通過這個(gè)設(shè)置，通過在第7行輸入值，任何傾斜或偏心的組合都可以應(yīng)用到透鏡2。可以通過在第6行中輸入值來選擇任何旋轉(zhuǎn)軸點(diǎn)。
圖 17: 鏡頭編輯器顯示一個(gè)完全通用的旋轉(zhuǎn)軸。
我們也可以從配對(duì)的角度來思考透鏡編輯器中發(fā)生了什么。第6和第8行帶我們到旋轉(zhuǎn)軸點(diǎn)。第11行和第13行也是這樣，在鏡頭之后。第7行和第12行是一對(duì)，在鏡頭2上執(zhí)行傾斜和偏心，然后在鏡頭后反轉(zhuǎn)它們。
圖 18: 鏡頭編輯顯示傾斜和偏心用于鏡頭2繞中心20毫米以上的點(diǎn)旋轉(zhuǎn)7°。
以下是設(shè)置的逐行分解:
在第5行之后，我們?cè)诠鈱W(xué)系統(tǒng)的軸上的A點(diǎn)(見圖16)。
第6行應(yīng)用從A到旋轉(zhuǎn)軸點(diǎn)所需的厚度、傾斜和/或偏心。在這個(gè)例子中，我們沿著鏡頭中心的軸移動(dòng)了1.5毫米，然后沿著Y軸移動(dòng)了20毫米到達(dá)樞軸點(diǎn)。
第7行應(yīng)用偏心和傾斜的鏡頭元素。在這個(gè)例子中，我們?cè)赥ilt About X中輸入了一個(gè)7度的值。
第8行反轉(zhuǎn)了用于到達(dá)樞軸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。
展開 ANSYS彈塑性空間曲梁分析算例
Example for a curved elasto-plastic spacial beam with ANSYS
! By Lu Xinzheng, Depart. Civil Engineering,
! Tsinghua University, Beijing
! 陸新征，清華大學(xué)土木系
! Aug. 2005
R1=5 ! internal radius of the beam
R2=6 ! external radius of the beam
Thick=0.5 ! Thickness of the beam
Fy=200e6 ! Yield strength of concrete
P=1e5 ! Value of pressure load
/prep7
! Define the Element
! 定義單元
ET, 1, Solid45
! Define Material 定義材料
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,.3
TB,BISO,1,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,Fy,2e9,,,,
! Setup the model
k,1,0,0,0
k,2,0,-R1,
k,3,R1,0
k,4,0,-R2
k,5,R2,0
LARC,2,3,1,R1
LARC,4,5,1,R2
l,2,4
l,3,5
al,1,2,3,4
VEXT,1, , ,0,0,Thick,,,,
! Set the element size
esize,thick/5
vmesh,all
/solu
DA,6,all
!
展開 Ansys Zemax｜OpticStudio 如何讓光學(xué)元件繞空間任意一點(diǎn)傾斜
以空間任意一點(diǎn)為中心傾斜
上述情況都是特殊情況。OpticStudio 也可以以空間任意一點(diǎn)為中心傾斜/偏心光學(xué)元件例如，假如我想將鏡頭將透鏡2沿著X軸傾斜7°。傾斜中心為透鏡2中心點(diǎn)上方20mm處。傾斜后系統(tǒng)的 3D Layout 以及 LDE 圖如下所示。
從 LDE 圖中可以看出。鏡頭2前表面和后表面分別添加了三個(gè)表面。盡管系統(tǒng)看似復(fù)雜，但是大部分的數(shù)值都是 OpticStudio 自動(dòng)計(jì)算的。
我們僅需進(jìn)行一次設(shè)置。就可以將中心點(diǎn)設(shè)置在以空間中任意位置。鏡頭前的三個(gè)面用于將坐標(biāo)間斷表面中心與空間任意一點(diǎn)重合，執(zhí)行傾斜并返回。鏡頭后的三個(gè)面進(jìn)行相同的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)透鏡2后面的光學(xué)系統(tǒng)撤銷傾斜以及坐標(biāo)回歸。因此在第7個(gè)表面輸入數(shù)值，可以對(duì)透鏡2實(shí)現(xiàn)任意的傾斜或者偏心的組合。在第6個(gè)表面輸入數(shù)值可以使以空間任意一點(diǎn)為中心點(diǎn)。
以下為設(shè)置步驟：
在表面5后面插入坐標(biāo)間斷面(表面6)，設(shè)置相應(yīng)的厚度、傾斜度、偏心度，使得表面6的中心與我們定義的空間任意一點(diǎn)重合。本例中，我們假設(shè)任意一點(diǎn)位于透鏡2中心點(diǎn)上方20mm處。
在表面6后面再插入坐標(biāo)間斷面(表面7)實(shí)現(xiàn)傾斜。本例中，設(shè)置沿X軸傾斜7°。
在表面7后面再插入坐標(biāo)間斷面(表面8)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)回歸。所有參數(shù)都設(shè)置為“拾取求解”，“From Surface”設(shè)置為6，“Scale Factor”設(shè)置為-1，注意“ Order ”設(shè)置為1。
在表面10后面再插入坐標(biāo)間斷面(表面11)，將透鏡2后的光學(xué)元件返回到執(zhí)行步驟2之后的位置。
在表面11后面再插入坐標(biāo)間斷面(表面12)，將透鏡2后的光學(xué)元件返回到執(zhí)行步驟1之后的位置。
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