ANSYS光線模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ANSYS光線模擬的視頻教程
ANSYS/LS-DYNA鋼纖維混凝土動(dòng)態(tài)沖擊壓縮模擬
1.鋼纖維混凝土模型的建立 2.鋼纖維的兩種接觸方式（CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID完全耦合）、（CONSTRAINED_BEAM_IN_SOLID+DEFINE_FUNCTION考慮粘結(jié)力-滑移關(guān)系） 3.后處理輸出纖維的能量、纖維受力、纖維應(yīng)力時(shí)程曲線信息
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【09】基于ANSYS的隧道開挖模擬
之前一直有小伙伴問關(guān)于這個(gè)隧洞開挖，所以錄制了這個(gè)課程，方便一些小伙伴去學(xué)習(xí)這個(gè)隧洞開挖，特別是學(xué)習(xí)如何模擬這個(gè)開挖過程。這里我采用了生死單元的方法。我在建模過程中的重難點(diǎn)做了講解，以及后處理，結(jié)果的分析等等。 這個(gè)課程分四小節(jié)，第一節(jié)主要講的是前言的部分，第二節(jié)主要講建模的知識(shí)，第三節(jié)主要講的是隧洞開挖的過程，第四節(jié)講的主要是后處理。
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ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析
本直播將以講解結(jié)合實(shí)際操作的方式，介紹ANSYS SPEOS功能——尾燈燈具視覺模擬基本流程及基礎(chǔ)知識(shí)。 主要內(nèi)容綱要如下： 1.ANSYS SPEOS汽車外部照明模擬分析介紹 2. ANSYS SPEOS軟件下的尾燈視覺模擬的操作流程 3. 介紹ANSYS SPEOS軟件下的光學(xué)材質(zhì)屬性的定義，以及ANSYS公司的光學(xué)測量設(shè)備 4. 案例演示
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ANSYS光線模擬的實(shí)例教程
在每個(gè)循環(huán)迭代中，系統(tǒng)會(huì)設(shè)置點(diǎn)光源位置，進(jìn)行光線追跡，并使用SaveDetector命令將矩形探測器的相干數(shù)據(jù)寫入文件。然后讀取文件，提取復(fù)振幅圖像，并根據(jù)振幅的平方計(jì)算圖像強(qiáng)度。基礎(chǔ)條紋的累積和被保留了下來，因此在循環(huán)的最后，可以得到最終的條紋強(qiáng)度圖。
用不同寬度的擴(kuò)展光源進(jìn)行條紋模擬
下面顯示了，從 10 μm 到 350 μm 寬度的光源模擬的合成條紋圖。對比度從檢測器的中心區(qū)域計(jì)算，每個(gè)光源寬度的值在相應(yīng)圖像的標(biāo)題中報(bào)告。值得注意的是，當(dāng)光源從 50 μm 增加到 150 μm，然后再從150 μm 增加到250 μm 時(shí)條紋會(huì)有相位反轉(zhuǎn)。
模擬結(jié)果和理論的對比
現(xiàn)在，我們可以將模擬條紋對比度（采用適當(dāng)?shù)姆?hào)選擇來表示相干因子）覆蓋在本文開頭的理論曲線上。理論和模擬結(jié)果是一致的。
我們的結(jié)論是，光線追跡追蹤已經(jīng)被可用來模擬從兩個(gè)小孔隙發(fā)出的光的干涉現(xiàn)象，。并且從每個(gè)孔隙發(fā)射的光線的角分布由散射模型確定。在現(xiàn)實(shí)中，光會(huì)發(fā)生衍射，所以在觀測平面上最終被探測到的是兩束衍射光束的重疊 [Ref. 1, Section 5.2.5]。然而，這種細(xì)節(jié)在這里被忽略了。
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概要
大多數(shù)時(shí)候，非序列系統(tǒng)中原生本機(jī)物體的默認(rèn)繪圖分辨率足以提供光線和物體在光線追跡期間交點(diǎn)位置的 “初步預(yù)測”。然而在某些情況下，光線會(huì)錯(cuò)過它原本要擊中的物體。這個(gè)罕見的現(xiàn)象通常只出現(xiàn)在光線入射劇烈彎曲物體時(shí)，此時(shí)而增加繪圖分辨率能在這種情況下確保光線擊中物體。
簡介
在OpticStudio的非序列模式中，繪圖分辨率設(shè)置用于在每個(gè)物體周圍生成一個(gè) “邊界區(qū)域”。如果光線不穿過邊界，則程序假定光線不會(huì)擊中物體。在某些情況下，這意味著當(dāng)分辨率設(shè)置得太低時(shí)，光線可能會(huì)錯(cuò)過它應(yīng)該擊中的對象。
繪圖分辨率設(shè)置僅適用于布局圖。該設(shè)置會(huì)影響物體的渲染方式，并提供光線和物體交點(diǎn)位置的 “初步預(yù)測”。對于光線追跡，只要繪圖分辨率能夠提供充分的初步預(yù)測，其精度將不被繪圖分辨率設(shè)置所限制。
簡單示例
在附件文件中，您將看到繪圖分辨率對光線追跡影響的示例。
一個(gè)由高斯光源、環(huán)形面和矩形探測器組成的系統(tǒng)被復(fù)制了四次，在每個(gè)系統(tǒng)中，光源都位于靠近環(huán)形面一端的位置，以便讓光源產(chǎn)生的所有光線都進(jìn)入由環(huán)形面定義的管道。請注意，環(huán)形面的材質(zhì)是 “反射鏡 (MIRROR) ”，因此所有進(jìn)入管道的光線都會(huì)在管道表面反彈，并擊中位于管道末端的探測器。
作為比較，除了環(huán)形面的繪制分辨率外，所有4種系統(tǒng)的其他設(shè)置都是相同的。該屬性在每個(gè)環(huán)形面的繪圖屬性中定義，并在非序列元件編輯器的標(biāo)注欄中標(biāo)注：
3D視圖上一些光線正從管道中逸出，而環(huán)形面分辨率越高，逸出的光線就越少。
為了表明這不僅僅是繪圖渲染的結(jié)果，我們將啟動(dòng)光線追跡。
展開 要生成代表該光源模型的光譜顏色文件，需要將1000萬束光線追跡到位于光源附近的矩形探測器(Detector Rectangle)物體上。在光線追跡期間，還應(yīng)該選擇保存光線(Save Rays)選項(xiàng)。
保存文件名的語法應(yīng)該是 “ #-Name.SDF ”，其中 # 表示保存光線的探測器物體的編號(hào)（在示例中為物體 #4）。物體編號(hào)不會(huì)作為文件名的一部分保存；對于上述示例，生成的文件名為Led_Model.SDF。
請注意，上述方法并不局限于保存到達(dá)探測器上的光線。可以為在非序列模型中光線到達(dá)的任何物體生成SDF文件，只需在保存光線的輸入中指定所需物體的編號(hào)作為文件名的第一部分。例如，如果希望將到達(dá)物體 #1上的光線保存到SDF文件中，那么在保存光線給出的輸入文件名將以 “1-” 開始。
輸入以上設(shè)置后，點(diǎn)擊清空探測器 (Clear Detectors)，然后進(jìn)行光線追跡，并將在探測器上獲得的結(jié)果保存到SDF文件中。將該文件放置在 {Zemax}\Objects\Sources\Source Files文件夾中（有關(guān)更多信息參閱幫助文件中“設(shè)置(Setup) 選項(xiàng)卡>系統(tǒng)組(System Group) > 配置選項(xiàng)(Project Preferences) >文件夾 (Folders)”參閱幫助文件）。
SDF文件可以通過文件光源(Source File) 物體用于任何OpticStudio非序列文件。關(guān)于文件光源物體的更多信息可以在幫助文件中通過點(diǎn)擊：設(shè)置(Setup)選項(xiàng)卡>編輯器組(Editors Group) >非序列元件編輯器 (Non-Sequential Component Editor) > 非序列光源(Non-Sequential Sources)找到。
展開 本文將演示如何將保存到光譜數(shù)據(jù)格式文件的光線轉(zhuǎn)換為IES文件。
IES 文件格式
IES文件格式假設(shè)光源/照明系統(tǒng)距離觀測平面足夠遠(yuǎn)，可以將光源看作是沒有空間變化的點(diǎn)光源，這使得IES文件比其他格式的文件小得多。另外，光譜數(shù)據(jù)不包含在IES文件中，如果需要的話，必須生成單獨(dú)的文件來保存光譜數(shù)據(jù)。OpticStudio可以輕松處理轉(zhuǎn)換，并直接生成IES數(shù)據(jù)。
要直接生成IES數(shù)據(jù)，只需使用極探測器(Polar Detector ) 探測光線，然后在非序列元件編輯器(Non-Sequential Component Editor)的“工具(Tools)”菜單下使用“導(dǎo)出極探測器數(shù)據(jù)作為光源文件(Export Polar Detector Data as Source File)”。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱文章“Ansys Zemax | 如何使用極探測器和 IESNA / EULUMDAT 光源數(shù)據(jù)”
在OpticStudio中可以將光線數(shù)據(jù)庫中的光線保存為 . SDF文件格式（光譜數(shù)據(jù)格式），該格式包含光線擊中特定物體上一點(diǎn)的所有光線數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集可以簡化為IES文件，通過點(diǎn)擊：庫(Libraries) > IES光源模型(IES Source Models) >將光源文件轉(zhuǎn)換為IES(Convert Source File to IES)，使用轉(zhuǎn)換光源文件(Convert Source File)將其轉(zhuǎn)換為IES格式。
通常會(huì)在退出系統(tǒng)時(shí)保存光線，然后將該光線集轉(zhuǎn)換為IES文件提供給客戶。在這兩種情況下，都“分離”了與光源相關(guān)的空間數(shù)據(jù)，只顯示了遠(yuǎn)場結(jié)構(gòu)。
本文將重點(diǎn)介紹IES文件生成的第二種方法。
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前言
本文介紹了設(shè)計(jì)和模擬厘米尺度超透鏡的工作流程。
我們將一系列不同直徑的納米尺寸等級(jí)單元(以下稱為納米單元)在Lumerical中建模，使用RCWA方法對每種直徑的納米單元進(jìn)行分析，建立納米元素直徑以及其誘發(fā)的相位和振幅關(guān)系數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)接下來被導(dǎo)入OpticStudio，以整合到光線追蹤系統(tǒng)中，借由超透鏡把準(zhǔn)直光束聚焦。
超透鏡是由納米單元組成的先進(jìn)光學(xué)結(jié)構(gòu)，透過區(qū)域性調(diào)整單個(gè)單元，可以建立復(fù)雜的光學(xué)功能。然而，大規(guī)模仿真這種結(jié)構(gòu)是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗皇侵芷谛缘模纱罅康募{米單元組成。此外，超透鏡本質(zhì)上是基于波動(dòng)光學(xué)的，但需要將它們整合到光線追蹤系統(tǒng)中。
此工作流使用lumerical搭配OpticStudio的物理光學(xué)傳播（POP）工具可以評(píng)估的十分全面，然而從工作流的方法中也呈現(xiàn)出仿真所需的內(nèi)存隨著鏡頭尺寸變大而變大，大到超出目前內(nèi)存能力的程度，會(huì)限制仿真的超表面尺寸。在本文中，介紹了設(shè)計(jì)直徑為20毫米的大型超透鏡的工作流程。在這個(gè)工作流程中，演示了我們可以在納米單元級(jí)別設(shè)計(jì)超表面，并將其組裝到厘米等級(jí),并將超透鏡整合到OpticStudio的光線追蹤系統(tǒng)中。流程最后還提供了將超表面信息提取到GDS檔案中進(jìn)行制造的步驟。
步驟1：定義相位目標(biāo)
第一步是定義超透鏡相位目標(biāo)的空間分布。由于大尺寸的超透鏡需要數(shù)量龐大的納米單元來構(gòu)成，如果空間分布用位置的查表來表達(dá)，內(nèi)存需求會(huì)超出一般CPU的負(fù)荷。在這個(gè)工作流程中，我們使用一個(gè)可解析定義的目標(biāo)相位輪廓，例如球形或圓柱形輪廓。Ansys OpticStudio還可用于優(yōu)化整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中超透鏡所需的波前，以便使用具有離散系數(shù)的函式（例如多項(xiàng)式）來定義目標(biāo)相位。
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ANSYS光線模擬的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ANSYS光線模擬的最新內(nèi)容
概述
流固耦合問題在工程應(yīng)用中十分常見。其中一種情況是流體（或氣體）被封閉在固體內(nèi)部，并承受各種載荷，例如輪胎、氣墊鞋和流體容器。靜水壓流體單元非常適合此類應(yīng)用。本文介紹了對囊狀氣墊鞋的仿真模擬。鞋內(nèi)空氣遵循理想氣體定律。這些靜水壓流體單元通過 ANSYS Mechanical 中的命令流進(jìn)行定義。
目標(biāo)
理解靜水壓流體單元建模的工作流程
熟悉理想氣體定律以及相應(yīng)的流體體積與壓力之間的關(guān)系
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概述
這篇文章介紹了：
如何在序列模式下使用多重結(jié)構(gòu)創(chuàng)建分光棱鏡
如何在布局圖以及分析/計(jì)算窗口中同時(shí)追跡透射和反射光線
在考慮偏振及鍍膜的影響下如何計(jì)算透射和反射光線的總能量
介紹
在OpticStudio中，分光棱鏡可以在序列或非序列追跡模式下模擬。
在非序列中，光線可以在折射表面上分裂為折射和反射光線。這也是非序列模式最主要的優(yōu)勢
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本文旨在介紹如何在OpticStudio中模擬K-相關(guān)分布散射模型，并用實(shí)例分析將該模型與Harvey-Shack (ABg) 散射分布模型進(jìn)行了比較。
簡介
表面微粗糙度引起的散射通常具有 K-相關(guān)模型 (K-correlation model) 的特征。該模型除了在小散射角區(qū)域有所不同外，與 Harvey-Shack (ABg) 模型十分相似。
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簡介
這篇文章會(huì)說明如何在 MATLAB 或 Python 中以 Zemax OpticStudio 應(yīng)用程式界面 (ZOS-API)處理光線數(shù)據(jù)庫(Ray Database, ZRD)檔案，過程中我們將使用ZRDLoader.dll。本文提供了在 Matlab 中批次處理序列光線追跡(一般、歸一化、偏振或非偏振)，以及在 Matlab 和 Python
概要
本文介紹了如何在 OpticStudio 中對具有一定角度斜切端面的接收光纖進(jìn)行建模并仿真其耦合效率。斜切光纖面和光纖模態(tài)傾斜補(bǔ)償角可以使用坐標(biāo)間斷 (Coordinate Break) 表面和傾斜像面的組合來引入。正確設(shè)置傾斜角以表示斜切光纖端面對于獲得準(zhǔn)確的耦合效率結(jié)果至關(guān)重要。本文討論了設(shè)置系統(tǒng)的三種不同方法，用戶可以根據(jù)自己的偏好進(jìn)行選擇。
主要內(nèi)容
了解斜切光纖的幾何形狀
概要
本文描述了OpticStudio中可用于描述高階激光束的模型。一旦定義，這樣的光束可以在OpticStudio中使用物理光學(xué)傳播設(shè)計(jì)的任何光學(xué)系統(tǒng)中傳播。由矩形、圓形和橢圓形增益孔徑的激光腔產(chǎn)生的光束可以用可用的Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian和Ince-Gaussian光束模型來描述。
簡介
一般來說，激光的輸出可以通過求解傍軸波動(dòng)方程得到
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感
Ansys Zemax | 如何模擬掃描鏡3個(gè)月前
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概述
這篇文章介紹了：
如何設(shè)置掃描鏡建模時(shí)所需要的坐標(biāo)間斷面
如何利用多重結(jié)構(gòu)編輯器設(shè)置多個(gè)掃描角度
如何對檢流計(jì)式的掃描鏡建模，其中鏡面繞其頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)
如何對多邊形幾何體式的掃描鏡建模，其中鏡面繞著一個(gè)偏心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)
建立掃描鏡
在本文中我們將介紹如何設(shè)置一個(gè)光線90°反射的掃描鏡系統(tǒng)，其中反射鏡面以5°掃描角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描
對于實(shí)際應(yīng)用中承受非線性彈簧單元Combin39的實(shí)際應(yīng)用。
在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數(shù)據(jù)表格，其本質(zhì)上采用是LINK8單元進(jìn)行模擬，而不是非線性彈簧combin39。
而利用Combin39單元，需要建立彈簧單元后，插入命令流來實(shí)現(xiàn)，對于只承受壓縮載荷的力-位移曲線，輸入到最后，是需要稍等小的正位移和正力數(shù)值。
Ansys 案例研究 | 保齡球撞擊模擬4個(gè)月前
本視頻演示了使用一個(gè)保齡球碰撞示例來說明接觸的概念。
