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登錄ansys模擬膨脹的案例
ANSYS APDL熱分析--換熱器熱膨脹分析(附命令流)
1.項(xiàng)目背景
蒸汽發(fā)生器排污熱交換器充分利用余熱、完成熱量轉(zhuǎn)換的試驗(yàn)裝置,求結(jié)構(gòu)完整性有著至關(guān)重要的意義,而高溫下軸向的熱膨脹是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一,因而計(jì)算器熱膨脹量至關(guān)重要。
2.項(xiàng)目目的
利用ANSYS軟件,建立蒸汽發(fā)生器排污換熱器梁?jiǎn)卧S模型,對(duì)其在設(shè)計(jì)溫度下的熱膨脹量進(jìn)行計(jì)算,為后續(xù)驗(yàn)證換熱器裝置的結(jié)構(gòu)完整性提供依據(jù)。
3.理論計(jì)算
熱膨脹量理論計(jì)算公式:
?L=α??T?L
其中:α為熱膨脹系數(shù),△T為溫差,L為管道計(jì)算長(zhǎng)度
在本實(shí)例中,溫差△T:管側(cè)為310℃;殼側(cè)為268℃
α:12e-6 mm/mm·℃;
L:管側(cè)為1500mm;殼側(cè)為800mm
計(jì)算得軸向熱膨脹量:
?L=310?12e-6?1500+268?12e-6?800=8.153mm
4.計(jì)算輸入
熱膨脹分析時(shí),僅需要加溫度載荷,同時(shí)將框架底部固定約束即可。
展開 2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于Ansys Fluent的電子膨脹閥空化特性數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究
Ansys Fluent是理想可靠的仿真工具,幫助我們快速實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥噪聲特性的研究目標(biāo);它提供了前所未有的精度,可提供與測(cè)試結(jié)果高度的仿真結(jié)果。
電子膨脹閥噪聲測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)
電子膨脹閥是空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件,主要用于流量調(diào)節(jié)和節(jié)流膨脹。但在小開度下,制冷劑流經(jīng)電子膨脹閥時(shí)會(huì)因節(jié)流產(chǎn)生兩相流,氣相的形成與潰滅會(huì)產(chǎn)生噪聲。本研究通過(guò) Ansys Fluent 數(shù)值分析,探究不同開度下制冷劑進(jìn)入閥內(nèi)的空化特性,以闡明電子膨脹閥流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的產(chǎn)生原因。為此設(shè)計(jì)了帶閥芯凹槽結(jié)構(gòu)的電子膨脹閥,并對(duì)閥門流動(dòng)噪聲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。結(jié)果表明:隨閥開度增大,制冷劑流量、氣相比例和湍動(dòng)能均減小;相同工況下,優(yōu)化模型的最大噪聲水平較原模型降低 10.3%,顯著低于原模型的最大峰值。
挑戰(zhàn)/需求
作者所在機(jī)構(gòu)希望通過(guò)仿真工具探究電子膨脹閥不同開度下制冷劑的空化特性,靈活更改閥開度及閥芯結(jié)構(gòu),模擬開度和結(jié)構(gòu)變化后空化現(xiàn)象、流量、氣相比例、湍動(dòng)能及流動(dòng)噪聲的變化;仿真結(jié)果需與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近,從而為電子膨脹閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和降噪設(shè)計(jì)節(jié)約時(shí)間與成本。
使用工具
Ansys Fluent
最終成果
優(yōu)化設(shè)計(jì)的電子膨脹閥閥針造型,可以使電子膨脹閥工作過(guò)程中最大噪聲水平顯著降低
該研究利用 Ansys Fluent 完成了不同開度下電子膨脹閥內(nèi)制冷劑空化特性的數(shù)值模擬,結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析,明確了開度對(duì)流量、氣相比例、湍動(dòng)能及噪聲的影響規(guī)律;設(shè)計(jì)出帶閥芯凹槽的優(yōu)化模型,其最大噪聲水平較原模型降低 10.3%,獲得了空化與噪聲關(guān)聯(lián)的可靠數(shù)據(jù),為電子膨脹閥降噪設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
參賽作品一覽
展開 Ansys workbench模擬背板靜力學(xué)分析 ¥29.9
</p><p><br></p><p>2 Ansys workbench有限元分析軟件</p><p>在ANSYS 7.0版本問(wèn)世之前,ANSYS公司致力于研發(fā)其核心產(chǎn)品ANSYS。這一版本通過(guò)其仿真效果的卓越和效率的顯著,贏得了工程界的廣泛贊譽(yù)。然而,盡管取得了如此成就,該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足,即用戶必須通過(guò)編寫復(fù)雜的程序才能進(jìn)行仿真,這限制了其在工程領(lǐng)域的普及應(yīng)用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號(hào),局面發(fā)生了轉(zhuǎn)變。ANSYS Workbench以其創(chuàng)新的用戶界面和工作流程,簡(jiǎn)化了仿真過(guò)程,極大地提升了用戶體驗(yàn),因此迅速被廣泛應(yīng)用,其普及程度甚至超越了傳統(tǒng)的ANSYS經(jīng)典版本。目前,ANSYS Workbench已經(jīng)發(fā)展到24.0版本,繼續(xù)引領(lǐng)著行業(yè)的進(jìn)步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個(gè)先進(jìn)的仿真平臺(tái),具備分析和模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的能力。它涵蓋了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)、電磁場(chǎng)分析以及多物理場(chǎng)耦合分析等多個(gè)領(lǐng)域。這些功能使得工程師能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能評(píng)估,從而優(yōu)化設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的可靠性和性能。</p><p>在結(jié)構(gòu)靜力學(xué)方面,ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態(tài)載荷下的響應(yīng),包括應(yīng)力、應(yīng)變和位移等參數(shù)。在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中,該平臺(tái)可以模擬結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)載荷下的行為,如振動(dòng)和疲勞。剛體動(dòng)力學(xué)分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。</p><p>流體動(dòng)力學(xué)模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動(dòng)行為,這對(duì)于設(shè)計(jì)高效的流體傳輸系統(tǒng)至關(guān)重要。結(jié)構(gòu)熱力學(xué)分析則關(guān)注材料在熱載荷下的行為,包括熱膨脹和熱應(yīng)力。
展開 ANSYS Workbench模擬齒輪箱變速器齒輪嚙合 ¥19.89
</p><p><br></p><p>1.2 Ansys有限元分析軟件</p><p>1.2.1 Ansys軟件特點(diǎn)</p><p>在ANSYS 7.0版本問(wèn)世之前,ANSYS公司致力于研發(fā)其核心產(chǎn)品ANSYS。這一版本通過(guò)其仿真效果的卓越和效率的顯著,贏得了工程界的廣泛贊譽(yù)。然而,盡管取得了如此成就,該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足,即用戶必須通過(guò)編寫復(fù)雜的程序才能進(jìn)行仿真,這限制了其在工程領(lǐng)域的普及應(yīng)用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號(hào),局面發(fā)生了轉(zhuǎn)變。ANSYS Workbench以其創(chuàng)新的用戶界面和工作流程,簡(jiǎn)化了仿真過(guò)程,極大地提升了用戶體驗(yàn),因此迅速被廣泛應(yīng)用,其普及程度甚至超越了傳統(tǒng)的ANSYS經(jīng)典版本。目前,ANSYS Workbench已經(jīng)發(fā)展到24.0版本,繼續(xù)引領(lǐng)著行業(yè)的進(jìn)步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個(gè)先進(jìn)的仿真平臺(tái),具備分析和模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的能力。它涵蓋了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)、電磁場(chǎng)分析以及多物理場(chǎng)耦合分析等多個(gè)領(lǐng)域。這些功能使得工程師能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能評(píng)估,從而優(yōu)化設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的可靠性和性能。</p><p>在結(jié)構(gòu)靜力學(xué)方面,ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態(tài)載荷下的響應(yīng),包括應(yīng)力、應(yīng)變和位移等參數(shù)。在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中,該平臺(tái)可以模擬結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)載荷下的行為,如振動(dòng)和疲勞。剛體動(dòng)力學(xué)分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。</p><p>流體動(dòng)力學(xué)模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動(dòng)行為,這對(duì)于設(shè)計(jì)高效的流體傳輸系統(tǒng)至關(guān)重要。結(jié)構(gòu)熱力學(xué)分析則關(guān)注材料在熱載荷下的行為,包括熱膨脹和熱應(yīng)力。
展開 
ansys workbench模擬齒輪嚙合
齒輪嚙合 ¥29.9
</p><p><br></p><p>1.2 Ansys有限元分析軟件</p><p>1.2.1 Ansys軟件特點(diǎn)</p><p>在ANSYS 7.0版本問(wèn)世之前,ANSYS公司致力于研發(fā)其核心產(chǎn)品ANSYS。這一版本通過(guò)其仿真效果的卓越和效率的顯著,贏得了工程界的廣泛贊譽(yù)。然而,盡管取得了如此成就,該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足,即用戶必須通過(guò)編寫復(fù)雜的程序才能進(jìn)行仿真,這限制了其在工程領(lǐng)域的普及應(yīng)用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號(hào),局面發(fā)生了轉(zhuǎn)變。ANSYS Workbench以其創(chuàng)新的用戶界面和工作流程,簡(jiǎn)化了仿真過(guò)程,極大地提升了用戶體驗(yàn),因此迅速被廣泛應(yīng)用,其普及程度甚至超越了傳統(tǒng)的ANSYS經(jīng)典版本。目前,ANSYS Workbench已經(jīng)發(fā)展到24.0版本,繼續(xù)引領(lǐng)著行業(yè)的進(jìn)步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個(gè)先進(jìn)的仿真平臺(tái),具備分析和模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的能力。它涵蓋了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)、電磁場(chǎng)分析以及多物理場(chǎng)耦合分析等多個(gè)領(lǐng)域。這些功能使得工程師能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能評(píng)估,從而優(yōu)化設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的可靠性和性能。</p><p>在結(jié)構(gòu)靜力學(xué)方面,ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態(tài)載荷下的響應(yīng),包括應(yīng)力、應(yīng)變和位移等參數(shù)。在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中,該平臺(tái)可以模擬結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)載荷下的行為,如振動(dòng)和疲勞。剛體動(dòng)力學(xué)分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。</p><p>流體動(dòng)力學(xué)模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動(dòng)行為,這對(duì)于設(shè)計(jì)高效的流體傳輸系統(tǒng)至關(guān)重要。結(jié)構(gòu)熱力學(xué)分析則關(guān)注材料在熱載荷下的行為,包括熱膨脹和熱應(yīng)力。
展開 ANSYS知識(shí)普及5——如何模擬銷軸連接(ANSYS專家編輯,非原創(chuàng),歡迎轉(zhuǎn)摘)
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MPC184單元詳解(1)
1.銷軸模型
MPC184單元描述
MPC184包括使用拉格朗日乘子法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)約束的一類常用的多點(diǎn)約束單元。這些單元可以簡(jiǎn)單地分為“約束單元”或“連接單元”。 用戶可以在一些需要施加運(yùn)動(dòng)約束的場(chǎng)合中使用這些單元。這些約束可以簡(jiǎn)單到鉸鏈上的具有相同的位移值,也可以復(fù)雜到包括模型的剛性部分,或者在柔性體之間以某一特定方式傳遞運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)約束。例如,結(jié)構(gòu)中可能包含一些剛性部件或者通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑塊約束連接在一起的運(yùn)動(dòng)部件。結(jié)構(gòu)的剛性部分可以使用MPC184的剛性桿或剛性梁?jiǎn)卧獊?lái)模擬,運(yùn)動(dòng)部分可以使用MPC184的滑塊,球鉸,銷軸和萬(wàn)向聯(lián)軸器單元模擬。因?yàn)檫@些單元使用拉格朗日乘子法實(shí)現(xiàn),ANSYS能夠輸出約束反力和力矩。
約束單元
如果沒有其它說(shuō)明,使用這些單元時(shí),三維單元選項(xiàng)(KEYOPT(2) = 0)為默認(rèn)值。
銷軸鏈接
設(shè)置KEYOPT(1) = 6定義二節(jié)點(diǎn)銷軸鏈接。銷軸單元的二個(gè)節(jié)點(diǎn)必須有相同的空間坐標(biāo)。
MPC184銷軸鏈接單元只有一個(gè)基本自由度-繞著軸或銷相對(duì)旋轉(zhuǎn)。單元能夠包括控制特性,如未約束自由度上的擋塊,鎖定器。旋轉(zhuǎn)邊界條件也可以施加到相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量上。
展開 鋼筋混凝土梁三點(diǎn)彎曲模擬ANSYS/ls-dyna ¥5
對(duì)于鋼筋混凝土梁三點(diǎn)彎曲模型而言,整體模型較為簡(jiǎn)便,可直接通過(guò)ls-prepost生成混凝土梁及鋼筋(分離式或共節(jié)點(diǎn))。
主要技術(shù)參數(shù)是通過(guò)BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來(lái)控制鋼板的強(qiáng)制位移來(lái)使混凝土梁充分受力,同時(shí)也需要對(duì)支撐板與梁之間的接觸進(jìn)行合理設(shè)置。
其他主要關(guān)鍵字如下:
*CONTROL_TERMINATION
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_FORMAT
*DATABASE_EXTENT_BINARY
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
鋼筋受力云圖如下所示:
展開 Ansys Zemax | 如何在 OpticStudio 中模擬人眼
點(diǎn)擊圖片查看培訓(xùn)詳情
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展開 如何在ANSYS中模擬非線性三維隔震支座 ¥299
最近有很多同學(xué)聯(lián)系我,問(wèn)到如何數(shù)值模擬三維隔震支座。假期加個(gè)班,做個(gè)算例分析。
1. 包含的內(nèi)容
(1)算例模型命令流
(2)三維隔震支座命令流
(3)計(jì)算過(guò)程excel文件
(4)建筑隔震橡膠支座規(guī)范
(5)常用隔震支座的設(shè)計(jì)參數(shù)
2. 進(jìn)階內(nèi)容(需另付費(fèi),有需要可聯(lián)系)
(1)隔震支座在ANSYS中的批量建模方法,預(yù)計(jì)時(shí)間2024年02月
(2)如何在ABAQUS中模擬非線性單位隔震支座(連接器單元),預(yù)計(jì)時(shí)間2024年03月
3. 解決的問(wèn)題
(1)如何在ANSYS中模擬橡膠隔震支座?
(2)如何確定隔震模型的力學(xué)參數(shù)與隔震支座設(shè)計(jì)參數(shù)的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系?
(3)如何模擬隔震支座的非線性特性?
(4)如何驗(yàn)證隔震支座模擬的正確性?
4. 隔震模型的力學(xué)參數(shù)與隔震支座設(shè)計(jì)參數(shù)的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系
我們知道,實(shí)際應(yīng)用中,我們可以采用廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的隔震支座,也可以訂制特殊類型的隔震支座,不管采用那種形式,在仿真模擬時(shí),我們都要將設(shè)計(jì)參數(shù)與隔震模型的力學(xué)參數(shù)對(duì)應(yīng)起來(lái),從而進(jìn)行力學(xué)分析。
ANSYS中并沒有特定的隔震單元,但提供了一系列的彈簧-阻尼器單元,可以通過(guò)組合單元模擬隔震支座的力學(xué)特性。采用COMBIN14單元模擬隔震支座的豎向剛度,COMBIN14又稱彈簧-阻尼器單元,具有1D、2D和3D的軸向或扭轉(zhuǎn)能力。軸向彈簧-阻尼器為單軸拉壓行為,每個(gè)單元有2個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自由度,即沿著X、Y和Z方向的三個(gè)平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)位移。水平方向上,采用COMBIN40單元模擬隔震支座的水平剛度和阻尼,COMBIN40單元將彈簧、滑塊和阻尼器并聯(lián),再用串聯(lián)的方式與間隙耦合形成組合體,適用于多種情況的分析。該單元可以引入雙線性強(qiáng)化模型,并考慮粘滯阻尼的影響。詳細(xì)參考《ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)用》。
展開 Ansys Mechaniacal | 囊狀氣墊鞋仿真模擬
未使用靜水壓流體單元時(shí)的總變形云圖
總結(jié)
本仿真展示了如何在 Mechanical 中使用命令行創(chuàng)建靜水壓流體單元,以模擬囊狀氣墊鞋內(nèi)部的空氣。相同的概念也可用于不可壓縮流體以及不遵循理想氣體定律的氣體。
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ANSYS知識(shí)普及6——如何模擬球鉸連接(ANSYS專家編輯,非原創(chuàng),歡迎轉(zhuǎn)摘)
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MPC單元詳解(2)
MPC184單元描述
MPC184包括使用拉格朗日乘子法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)約束的一類常用的多點(diǎn)約束單元。這些單元可以簡(jiǎn)單地分為“約束單元”或“連接單元”。 用戶可以在一些需要施加運(yùn)動(dòng)約束的場(chǎng)合中使用這些單元。這些約束可以簡(jiǎn)單到鉸鏈上的具有相同的位移值,也可以復(fù)雜到包括模型的剛性部分,或者在柔性體之間以某一特定方式傳遞運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)約束。例如,結(jié)構(gòu)中可能包含一些剛性部件或者通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑塊約束連接在一起的運(yùn)動(dòng)部件。結(jié)構(gòu)的剛性部分可以使用MPC184的剛性桿或剛性梁?jiǎn)卧獊?lái)模擬,運(yùn)動(dòng)部分可以使用MPC184的滑塊,球鉸,銷軸和萬(wàn)向聯(lián)軸器單元模擬。因?yàn)檫@些單元使用拉格朗日乘子法實(shí)現(xiàn),ANSYS能夠輸出約束反力和力矩。
約束單元
如果沒有其它說(shuō)明,使用這些單元時(shí),三維單元選項(xiàng)(KEYOPT(2) = 0)為默認(rèn)值。
1.球鉸模型
球鉸
設(shè)置KEYOPT(1) = 5來(lái)定義二節(jié)點(diǎn)的球鉸。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)必須重合。3維球鉸每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度(x,y和z方向平移)。2維球鉸單元(KEYOPT(2) = 1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有二個(gè)自由度(x,y方向平移)。
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Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ¥10
問(wèn)題:
工程中兩個(gè)零部件之間經(jīng)常會(huì)有配合間隙,Ansys Workbench中可以使用combin39號(hào)非線性單元,通過(guò)控制不同行程的彈簧剛度來(lái)模擬間隙配合。
模型示例:
設(shè)定支座與軸有1mm的配合間隙,在一端施加X向100N作用力,查看運(yùn)動(dòng)位移。
計(jì)算步驟:
1. 在間隙配合位置,建立jiont連接,放開X向平動(dòng)自由度。
2. 在間隙配合位置,建立spring連接,同時(shí)插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計(jì)算結(jié)果,當(dāng)運(yùn)動(dòng)至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運(yùn)動(dòng)。
建議:
? 同一個(gè)連接區(qū)域不建議使用兩個(gè)重復(fù)的連接關(guān)系,即jiont連接和spring連接不要使用同一個(gè)區(qū)域。
? 本文對(duì)配合區(qū)域進(jìn)行分段處理,中間為spring連接,兩側(cè)為jiont連接
? 使用Remote Point點(diǎn)創(chuàng)建連接,需要打開Beta選項(xiàng)。
? 這種等效方式并不能良好的反應(yīng)間隙配合位置的應(yīng)力狀態(tài),需要校核配合區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)還是需要使用接觸連接。
展開 Ansys Zemax|如何有效地模擬散射
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概要
OpticStudio中,有兩個(gè)用來(lái)提升散射模擬效率的工具:Scatter To List以及Importance Sampling。在這篇文章中,我們?cè)敿?xì)討論了這兩個(gè)工具,并且以一個(gè)雜散光分析為例示范了如何使用Importance Sampling。
如何有效的模擬散射
對(duì)于絕大多數(shù)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行散射模擬是非常重要的,尤其在雜散光分析中散射模擬更是關(guān)鍵所在。Zemax OpticStudio有很多內(nèi)建散射模型,這些模型支持使用者輸入任何散射分布。在非序列光線追跡中,需要使用非常多的光線射向模擬物件才能精確而適當(dāng)?shù)?em>模擬散射分布。特別是當(dāng)觀察目標(biāo)相對(duì)于散射點(diǎn)占據(jù)的立體角很小時(shí),這個(gè)問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重。最簡(jiǎn)單直接的辦法就是增加入射或是散射的光線數(shù)量使更多的光線到達(dá)要觀察目標(biāo)。但是追跡更多光線會(huì)需要更多的時(shí)間,因此模擬散射就變的非常費(fèi)時(shí)。
在OpticStudio中,我們可以使用“Scatter To List”來(lái)改進(jìn)散射模擬效率,此設(shè)定強(qiáng)制系統(tǒng)只追跡那些散射到指定物件的光線而忽略其他光線。不過(guò)這并不是說(shuō)光線一定會(huì)散射到指定物件上,因此對(duì)于大量光線模擬這種方法并不能改善太多。另一個(gè)OpticStudio中的“Importance Sampling”設(shè)定,則可以大幅地增進(jìn)散射模擬的效率。這兩個(gè)工具都可以在Object Properties的Scatter To標(biāo)簽中找到。
Importance Sampling原理上與Scatter To List大不相同。如果我們?cè)贗mportance Sampling中加入一個(gè)物件,OpticStudio則會(huì)以這個(gè)物件為中心畫出一個(gè)虛擬的球體,然后所有的散射光將只會(huì)往這個(gè)球體過(guò)去。
展開 ANSYS三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)受壓模擬
ANSYS對(duì)三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析具有重要研究意義。其高精度建模揭示孔隙率梯度分布、幾何特征對(duì)彈性模量、強(qiáng)度及斷裂韌性的影響機(jī)制,量化應(yīng)力集中與失效風(fēng)險(xiǎn),為航空航天、生物醫(yī)用等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論支撐與方法創(chuàng)新。本案例介紹在ANSYS內(nèi)對(duì)功能梯度孔隙材料(FGM)的受壓模擬。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模,AutoCAD參數(shù)化建模完成后將多孔結(jié)構(gòu)梯度模型導(dǎo)出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇與研究相適應(yīng)的分析系統(tǒng),并在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入梯度孔隙幾何模型。
對(duì)模型劃分網(wǎng)格并在分析設(shè)置中添加受壓荷載。
求解并查看計(jì)算結(jié)果。
展開 Ansys Zemax | 如何模擬光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)
通過(guò)輸入以上參數(shù),可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬。
優(yōu)化
主要針對(duì)樣品的光斑尺寸進(jìn)行優(yōu)化。評(píng)價(jià)函數(shù)需要輸入兩個(gè)相關(guān)的初始操作數(shù):NSDD,設(shè)置為0,清除探測(cè)器之前的所有參數(shù)數(shù)據(jù);NSTR,設(shè)置為1,描述光線追跡。優(yōu)化光斑尺寸的操作數(shù)為NSDD,根據(jù)結(jié)果來(lái)確定像素# (均方根半徑為Pix#=-9);為了找到最佳焦點(diǎn),目標(biāo)值設(shè)置為0,而權(quán)重應(yīng)該為非0。為了確保光線能到達(dá)探測(cè)器,必須再定義一個(gè)操作數(shù),當(dāng)沒有光線通過(guò)探測(cè)器時(shí),光斑尺寸將為0,即定義操作數(shù)NSDD像素#=-3,權(quán)重為0,從而結(jié)合定義一個(gè)具有目標(biāo)的操作數(shù)(OPGT),以確保光線能達(dá)到探測(cè)器。
為了找到最佳的光斑大小,將聚焦透鏡參數(shù)(半徑與厚度)、探測(cè)器的位置設(shè)置為變量。優(yōu)化后的均方根半徑為10μm。焦距沒有顯著變化,大約為48.8mm,樣品在Z軸方向上移動(dòng)到90.113mm。下面顯示的是優(yōu)化前(左)和優(yōu)化后(右)的光斑大小。
OCT模擬
時(shí)域
深度掃描基于相干門和掃描鏡位置,只有當(dāng)光程差在相干長(zhǎng)度內(nèi),在樣品與參考鏡這兩條路徑的光才會(huì)產(chǎn)生干涉信號(hào)。這就是我們使用低相干寬帶光源的原因,因?yàn)槎滔喔砷L(zhǎng)度可以讓我們能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)樣品中干涉信號(hào)來(lái)源的位置。通過(guò)反射光的強(qiáng)度逐個(gè)像素地重新創(chuàng)建樣品的圖像,相干門僅用作識(shí)別樣品內(nèi)反射光的位置。
我們以相干長(zhǎng)度為20mm開始模擬,因?yàn)檫@給了我們一個(gè)更大的誤差范圍,以便找到正確的反射光位置,當(dāng)找到大致位置后就能縮短光源的相干長(zhǎng)度。
此外,我們將使用單個(gè)表面來(lái)代表樣品。類似于樣品中次光源發(fā)光,意味著參考鏡將只改變光路長(zhǎng)度。為了確保光程差在相干長(zhǎng)度內(nèi),在調(diào)整參考鏡位置時(shí),觀察樣品內(nèi)反射點(diǎn)的位置變化。
通過(guò)使用探測(cè)器查看器中的“Coherent Irradiance”(相干輻照度)來(lái)分析這兩條光路之間的干涉信號(hào)強(qiáng)度。
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