ansys網(wǎng)格干涉的案例
如何解決：模型有干涉而無法劃分網(wǎng)格，但干涉檢查卻沒有干涉問題
來源: SOLIDWORKS 3D社群
在進行分析強，需要劃分網(wǎng)格。但是劃分網(wǎng)格提示有干涉二網(wǎng)格劃分失敗：
但是在干涉檢查中，卻沒有干涉。
這是哪里出現(xiàn)了問題呢？檢查模型可以發(fā)現(xiàn)，零部件中由焊件建立，出現(xiàn)是多實體的零部件。裝配體的干涉檢查中，默認僅檢查零部件之間的干涉，要不零部件之間的多實體也包括在內(nèi)的話，需要在“干涉檢查”命令中勾選“包括多體零件干涉”。
打開有干涉的零部件再仔細確認問題的所在---多實體出在干涉。修改模型即可成功劃分網(wǎng)格。
在做網(wǎng)格劃分的時候，建議把多實體的零件干涉也考慮在內(nèi)，避免漏掉出現(xiàn)模型有干涉而無法劃分網(wǎng)格，但干涉檢查卻沒有干涉問題。
展開 Ansys Lumerical | 針對多模干涉耦合器的仿真設(shè)計與優(yōu)化
說明
本示例演示通過1×2端口多模干涉(MMI)耦合器計算寬帶傳輸和光損耗，并使用S參數(shù)在 INTERCONNECT 中創(chuàng)建 MMI 的緊湊模型。(聯(lián)系我們獲取文章附件)
綜述
低損耗光耦合器和光分路器是基于 Mach-Zehnder 的光調(diào)制器的基本組件，是集成電路的關(guān)鍵組成部分。通過在輸入和輸出波導(dǎo)處使用 taper 以確保輸入和輸出波導(dǎo)的模式與干涉區(qū)域之間的良好匹配，可以將損耗降至最低。EME 求解器非常適合表征這些器件，本例中的器件針對TE模式進行了優(yōu)化，但該方法可以擴展到任何設(shè)計和極化。
運行和結(jié)果
第1步：優(yōu)化 MMI 幾何結(jié)構(gòu)
使用EME運行一系列參數(shù)掃描以優(yōu)化 MMI 性能。
· 模式收斂掃描
確保每個單元格中的模式數(shù)量足以給出準確的結(jié)果，模式收斂掃描是確保仿真結(jié)果可靠的重要部分，應(yīng)作為 EME 仿真文件初始設(shè)置的一部分來完成。下圖顯示輸出端口的傳輸結(jié)果收斂于約15種模式，稍大的值用于確保模式數(shù)量足以滿足本示例中使用的其他掃描（如波長、纖芯長度和錐形寬度）。右圖為從 field_profile 監(jiān)視器獲得的電場強度。
· 波長掃描
EME 是一種單頻求解器，參數(shù)掃描是獲得寬頻結(jié)果所必需的。將波長掃描設(shè)置為1.5~1.6 μm，具有100個波長點，按波長掃描。波長掃描選項卡返回S矩陣，然后可以根據(jù)S矩陣的S21元素計算從端口1通過端口2的基本TE模式傳輸。下圖顯示了使用EME分析窗口中的波長掃描功能獲得的1.1 μm taper 寬度的 MMI 傳輸與波長的函數(shù)關(guān)系 。
· 纖芯長度掃描
確定纖芯的最佳長度。涉及改變區(qū)域長度的掃描非常適合EME求解器，因為幾乎可以立即獲得結(jié)果，下圖顯示了作為纖芯長度函數(shù)的傳輸。
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說明
本示例演示通過1×2端口多模干涉(MMI)耦合器計算寬帶傳輸和光損耗，并使用S參數(shù)在 INTERCONNECT 中創(chuàng)建 MMI 的緊湊模型。
綜述
低損耗光耦合器和光分路器是基于 Mach-Zehnder 的光調(diào)制器的基本組件，是集成電路的關(guān)鍵組成部分。通過在輸入和輸出波導(dǎo)處使用 taper 以確保輸入和輸出波導(dǎo)的模式與干涉區(qū)域之間的良好匹配，可以將損耗降至最低。EME 求解器非常適合表征這些器件，本例中的器件針對TE模式進行了優(yōu)化，但該方法可以擴展到任何設(shè)計和極化。
運行和結(jié)果
第1步：優(yōu)化 MMI 幾何結(jié)構(gòu)
使用EME運行一系列參數(shù)掃描以優(yōu)化 MMI 性能。
模式收斂掃描
確保每個單元格中的模式數(shù)量足以給出準確的結(jié)果，模式收斂掃描是確保仿真結(jié)果可靠的重要部分，應(yīng)作為 EME 仿真文件初始設(shè)置的一部分來完成。下圖顯示輸出端口的傳輸結(jié)果收斂于約15種模式，稍大的值用于確保模式數(shù)量足以滿足本示例中使用的其他掃描（如波長、纖芯長度和錐形寬度）。右圖為從 field_profile 監(jiān)視器獲得的電場強度。
波長掃描
EME 是一種單頻求解器，參數(shù)掃描是獲得寬頻結(jié)果所必需的。將波長掃描設(shè)置為1.5~1.6 μm，具有100個波長點，按波長掃描。波長掃描選項卡返回S矩陣，然后可以根據(jù)S矩陣的S21元素計算從端口1通過端口2的基本TE模式傳輸。下圖顯示了使用EME分析窗口中的波長掃描功能獲得的1.1 μm taper 寬度的 MMI 傳輸與波長的函數(shù)關(guān)系 。
纖芯長度掃描
確定纖芯的最佳長度。涉及改變區(qū)域長度的掃描非常適合EME求解器，因為幾乎可以立即獲得結(jié)果，下圖顯示了作為纖芯長度函數(shù)的傳輸。
展開 Ansys Zemax | 在OpticStudio中通過幾何光線追跡來模擬楊氏雙縫干涉實驗
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概述
這篇文章旨在介紹楊氏雙縫干涉實驗背后的理論知識，并在OpticStudio中用幾何光線追跡模擬該實驗，最后比較理論和模擬的結(jié)果。
簡介
楊氏雙縫干涉實驗是物理學(xué)中最著名的實驗之一。這個實驗通過展示光從點光源到干涉圖樣的變化，揭示了光的波動特性。楊氏實驗的結(jié)果可以定性地解釋為條紋圖，也可以定量地解釋為相干因子（作為為光源寬度的函數(shù)）。兩種理論都會在本文中詳細分析。
本文將討論雙縫實驗背后的理論，并在OpticStudio的非序列模式下對該實驗進行精確建模。
楊氏雙縫干涉實驗
楊氏雙縫干涉衍射實驗是描述空間相干性在干涉條紋形成中所起到的作用的經(jīng)典裝置。總體布局如下圖所示：
在觀察面上形成的條紋圖案取決于照亮縫隙面的光的空間相干性、雙縫之間分隔的距離以及從縫隙面到觀察面上的傳播距離。雖然將嚴謹?shù)慕y(tǒng)計數(shù)學(xué)應(yīng)用到這個問題上看似艱巨，但一旦認識到觀察到的干涉圖樣只是來自不同點光源的基礎(chǔ)條紋的總和 [Ref. 1, Section 5.2.1] ，擴展光源形成的條紋圖樣實際上是相當明確的。這里我們考慮光源非相干的情況，即光源上的任意兩點以一種不相干的方式隨機輻射，比如熱白熾燈就是非相干光源。
在OpticStudio的非序列模式中，使用幾何光線追跡和表面散射及散射光線的 “重點采樣(Importance Sampling) ”，就可以很好地模擬這種裝置。在觀測面上的基礎(chǔ)條紋圖案是由擴展光源上的每個點形成的，而在OpticStudio中，這種條紋圖案是通過使用矩形探測器對光線進行相干探測來發(fā)現(xiàn)的。對基礎(chǔ)條紋圖案的集合（從整個光源的采樣點得到）按強度進行求和，得到合成的條紋圖。
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Ansys Zemax | 在 OpticStudio 中將干涉儀數(shù)據(jù)附加到光學(xué)表面 – 第二部分
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表面的干涉儀數(shù)據(jù)包含不規(guī)則度的相關(guān)信息，包括旋轉(zhuǎn)對稱不規(guī)則性 (RSI)、用于確定中空間頻率的斜率誤差以及其他表面形狀制造誤差。這些制造誤差取決于在球面或非球面上進行的拋光類型，可以是傳統(tǒng)的瀝青拋光、高速拋光以及磁流變拋光 (MRF)。由于很難使用 Zernike 項來模擬所有這些類型的表面形狀變化，因此確定表面誤差如何影響整體系統(tǒng)級性能的最佳方法是在 OpticStudio 中將測得的干涉儀數(shù)據(jù)直接鏈接到光學(xué)表面。
在第一部分文章：《Ansys Zemax | 在 OpticStudio 中將干涉儀數(shù)據(jù)附加到光學(xué)表面 – 第一部分中》，我們演示了如何根據(jù)表面形狀和方向?qū)?em>干涉測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入 OpticStudio，本部分文章我們將引入更多的實例演示。
雙凸透鏡
作為實際演示案例，讓我們使用與之前相同的規(guī)格對雙凸透鏡進行建模：
通光孔徑：25.85 mm
半徑：111.9837 mm [注：半徑在 Zygo 生成的XXX.DAT數(shù)據(jù)文件中標明]
峰谷波前誤差：0.433 waves，RMS 波前誤差：0.084 waves，測試波長 632.8 nm
為了驗證我們可以附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件至鏡頭的前表面，并針對鏡頭后表面使用倒置和翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)文件，我們創(chuàng)建了一個鏡頭系統(tǒng)。鏡頭中名義雙凸透鏡與導(dǎo)入數(shù)據(jù)透鏡一起完美地聚焦準直入射光束，而不會產(chǎn)生殘余波前誤差。我們使用多重結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中第一個結(jié)構(gòu)包含名義雙凸透鏡，而第二個結(jié)構(gòu)添加了干涉測量結(jié)果。
與以前類似，光圈類型設(shè)置為按光闌尺寸浮動，但光闌表面是具有 25.85 mm半直徑的虛擬表面，位于雙凸透鏡前 5 mm處。
展開 Ansys Zemax | 在 OpticStudio 中將干涉儀數(shù)據(jù)附加到光學(xué)表面 – 第一部分
通過運行隨附的 flipGridSag.py 腳本，可以輕松反轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)干涉測量數(shù)據(jù)文件。
將干涉圖導(dǎo)入 OpticStudio
基于上一節(jié)中討論的理論考慮，我們來研究一下真實的用例。將測得的干涉儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入 OpticStudio，然后驗證如果遵循上述建議的準備步驟，仿真結(jié)果與測量結(jié)果是否吻合良好。
凸面鏡
作為第一種情況，讓我們使用帶有凸鏡的雙通系統(tǒng)，規(guī)格如下：
透明半直徑：25.85 mm
半徑：111.9837 毫米 [注：半徑在 Zygo 生成的XXX.DAT數(shù)據(jù)文件中標明]
下圖顯示了孔徑為 51.7 mm 的凸面的 Zygo 干涉圖。根據(jù)表面的干涉測量結(jié)果，峰谷波前誤差等于 0.433 waves，RMS 波前誤差等于 0.084 waves， 測量波長 632.8 nm。
從 Zygo 中，測得的干涉圖可以導(dǎo)出為 .INT 文件。要將 .INT 文件轉(zhuǎn)換為兼容 OpticStudio 的 .DAT 文件，才可直接導(dǎo)入到網(wǎng)格矢高表面，我們可以在文件>轉(zhuǎn)換>轉(zhuǎn)換文件格式下使用 INT 網(wǎng)格轉(zhuǎn) OpticsStudio 的 DAT 轉(zhuǎn)換器，如下所示。
在轉(zhuǎn)換文件格式工具中，我們可以從 Zygo 中選擇 XXX.INT 文件進行轉(zhuǎn)換，我們可以定義原始干涉圖中使用的孔徑直徑，在本例中為 51.7 mm。
為了驗證我們是否可以附加 YYY.DAT 文件直接加載到鏡面，我們創(chuàng)建一個帶有近軸透鏡的雙通系統(tǒng)，其中近軸透鏡折射準直入射光束，使所有光線都垂直照射到鏡面。這種設(shè)置完全模擬了干涉儀測量表面形狀的方式。
展開 Ansys Zemax | 在 OpticStudio 中將干涉儀數(shù)據(jù)附加到光學(xué)表面 – 第一部分
然后，需要將 XXX.INT 干涉文件轉(zhuǎn)換為 OpticStudio 的 YYY.DAT 文件格式，以附加到OpticStudio網(wǎng)格矢高面上。文件>轉(zhuǎn)換 > 轉(zhuǎn)換文件格式菜單下的 INT 網(wǎng)格轉(zhuǎn) OpticStudio DAT 工具為從干涉儀制造商到 OpticStudio 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供了內(nèi)置解決方案。有關(guān) OpticStudio Grid Sag DAT 文件格式及其編程創(chuàng)建的更多詳細信息，請聯(lián)系工作人員了解詳情。
在文件轉(zhuǎn)換階段，必須注意文件命名法，以防止出現(xiàn) OpticStudio YYY.DAT 文件覆蓋原始內(nèi)部 Zygo XXX.DAT文件。
光學(xué)表面上的干涉圖數(shù)據(jù)方向
為了了解在 OpticStudio 中將干涉圖數(shù)據(jù)文件附加到光學(xué)表面之前所需的調(diào)整，讓我們回顧一下測量數(shù)據(jù)與 OpticStudio 約定之間的方向和映射。在本節(jié)中，我們將討論如何根據(jù)鏡頭的形狀（即凸面或凹面）和表面方向來準備測量數(shù)據(jù)。
凸面
首先，讓我們回顧一下凸面光學(xué)元件的數(shù)據(jù)方向。下圖解釋了凸面和生成的干涉圖文件之間的映射關(guān)系。被測表面上的基準點在干涉圖中具有相同的方向。
基于此，在將測得的干涉圖數(shù)據(jù)附加到 OpticStudio 中的表面之前，需要進行以下調(diào)整步驟作為準備，具體取決于表面是反射的還是折射的，以及它是折射元件的前（左）還是后（右）表面。
反射面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件直接到曲面。
折射元件的前（左）表面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件直接到曲面。
折射元件的后（右）表面：在安裝 YYY.DAT 文件到曲面之前，需要調(diào)整其方向。
展開 Ansys Workbench網(wǎng)格控制之——全局網(wǎng)格控制
Ansys Workbench網(wǎng)格控制之——全局網(wǎng)格控制
在使用ANSYS Workbench進行網(wǎng)格劃分時，全局網(wǎng)格控制可以使用默認的設(shè)置，但要進行高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分，還需要用戶了解全局控制的常用設(shè)置，尤其是對于復(fù)雜的零部件。
網(wǎng)格全局控制的設(shè)置包含了7個組別，分別是Display（顯示）、Defaults（缺省設(shè)置）、Sizing（尺寸控制）、Quality（質(zhì)量控制）、Inflation（膨脹控制）、Advanced（高級控制）、Statistics（網(wǎng)格信息）等信息，如下圖所示。
全局網(wǎng)格設(shè)置
1 顯示組
顯示組可以用于直觀地顯示網(wǎng)格質(zhì)量，各選項的含義將在質(zhì)量組中詳解。
顯示組設(shè)置
網(wǎng)格質(zhì)量顯示
2 缺省設(shè)置組
缺省設(shè)置包括Physics Preference物理場選擇、Relevance關(guān)聯(lián)度、Element Midside Nodes網(wǎng)格中節(jié)點。
缺省設(shè)置組
2.1 Physics Preference物理環(huán)境選擇
劃分網(wǎng)格目標的物理環(huán)境包括結(jié)構(gòu)分析（Mechanical）、電磁分析（Electromagnetics）、流體分析（CFD）、顯示動力學(xué)分析（Explicit）等
物理場選擇
不同物理場下默認設(shè)置如下圖
不同的物理環(huán)境的默認設(shè)置
2.2 Relevance關(guān)聯(lián)度
Relevance數(shù)值越小網(wǎng)格越粗疏，即可拖到也可輸入值，從-100至100代表網(wǎng)格由疏到密。
雖然Relevance Center是在尺寸參數(shù)控制選項里設(shè)置的，但由于Relevance需要與其配合使用，故在此一起介紹。
展開 ANSYS網(wǎng)格：球體如何劃分六面體網(wǎng)格
見下圖，球中心挖一個很小的球孔，然后切割為8塊，就可以 對球?qū)崿F(xiàn)sweep網(wǎng)格劃分。
來源： ANSYS結(jié)構(gòu)沖擊流體學(xué)習(xí)與交流
作者：劉世國
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-06manifold網(wǎng)格劃分
02 進入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
Auto-Manifold.7z
Ansys Workbench網(wǎng)格控制之——全局網(wǎng)格控制
自動收縮設(shè)置
右鍵Mesh--Update或Generate Mesh，將重新生成網(wǎng)格，此時雖然和之前的網(wǎng)格外觀看上去一樣，但是單元卻少了很多。可在用來移除碎片、短邊、尖角。
自動收縮效果
7.Statistics網(wǎng)格信息
網(wǎng)格信息下包括兩項信息，分別是Nodes節(jié)點數(shù)量、Elements單元數(shù)量。見上圖。
寫在最后經(jīng)過嘔心瀝血的資料查詢與實踐應(yīng)用，筆者終于完成了《Ansys Workbench網(wǎng)格控制之——全局網(wǎng)格控制》，當然，對于各位大佬專家來說都是小兒科，但是只要能給剛?cè)腴T的工程師一點點幫助，我也感到無比榮幸。
由于本人水平實在有限，文中難免紕漏百出，歡迎指正，共同學(xué)習(xí)進步！！
展開 
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-08多區(qū)域劃分網(wǎng)格2
02 進入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格
2-pipe-tank.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-09面網(wǎng)格
01 在DM中導(dǎo)入mixingelbow（2D）
02 進入meshing，設(shè)置如下
generate mesh，劃分網(wǎng)格
mixingelbow.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-08多區(qū)域劃分網(wǎng)格
02 進入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格
03 設(shè)置膨脹層（邊界層）
generate mesh，劃分網(wǎng)格
blockandpipes.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-04三通網(wǎng)格劃分
02 進入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
03 更改設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
厚度方向上只有一層單元：
04 更改設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
厚度方向上約有三層單元：
05 更改設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格（網(wǎng)格數(shù)量減少，厚度方向上有兩層單元）
tee.7z
