ansys立方體映射網格的案例
基于ANSYS 立方體用球減去一個角和球的映射網格方法 ￥10
對于一個立方體用球減去一個角和球的映射網格方法，
模型如下：
畫分好的六面體網格
收費內容是建模命令流。
Ansys Zemax | 使用軟件建立立方體衛星系統（四）
圖 10：主鏡固定系統
實施這個機械設計變更后，我們可以在 Ansys Mechanical 中重新運行 FEA 分析，并將新的 FEA 數據集導入 OpticStudio。導入新數據集后，我們可以在擬合評估工具中觀察到次鏡上荷載分布的變化。在圖 11 中，次鏡上的負載分布現在相對于主鏡的方向相同。
圖 11：FEA 數據擬合到次鏡（機械設計更新后）
另一種集思廣益改進光機設計的方法是研究 Ansys Mechanical 創建的網格。此網格網格是在運行 FEA 分析之前創建的。在下圖（圖12）的底部圖像中，其中一個計量桿在主鏡固定器的整個長度上完全封閉。這可能會導致兩個組件的連接過度受限。
圖12：Ansys Mechanical 中主鏡固定器上的力學形變網格視圖
為了解決這個問題，對設計進行了更新，使得該計量桿僅由反射鏡固定器完全封閉較短的距離。通過在主鏡固定器上雕刻出一些材料，將計量桿周圍的孔調整為與其他三個計量桿的孔相同的厚度。在圖 10 中可以觀察到此更新，其中用紅色箭頭表示。
結論
通過利用 Ansys Zemax 軟件套件，我們演示了如何采用 3U 立方體衛星光學系統，并將其帶入設計過程的幾個階段。使用此集成工具集，可以使用 OpticStudio 創建光學設計，并輕松導出到 OpticsBuilder，以創建光機結構。然后，可以將完整的光機設計從 OpticsBuilder 導出到 FEA 軟件中進行有限元分析。借助 OpticStudio 的 STAR 模塊，現在可以毫不費力地將結構和熱數據從 FEA 軟件導入 OpticStudio，以分析系統性能。
展開 Ansys Zemax | 使用軟件建立立方體衛星系統（三）
這種方式由 Ansys Mechanical 中的 3 個 “No Separation” 連接表示，而不需要對彈簧螺栓單獨建模。
圖 3：“No Separation” 連接
反射鏡固定裝置與四個殷鋼計量桿相連。殷鋼計量桿固定在結構兩端的立方體衛星框架中，并允許裝置滑動：
圖 4：殷鋼桿
框架本身通過粘合連接：
圖5：粘合連接
在定義機械連接方式后，現在可以稍微調整 Ansys 創建的網格，以滿足我們的仿真需求，因為默認網格設置可能在某些區域的質量不佳，我們需要對其進行適應調整。調整兩個反射鏡的網格尺寸，使每個像面至少達到 10000 個節點。這樣才能在 OpticStudio STAR 模塊中獲得良好的擬合質量。下圖展示了用于光機結構和反射鏡的最終網格。
圖6：Ansys Mechanical 中的網格
圖7：次級反射鏡網格
載荷與邊界條件
對于此設計，唯一存在的載荷是一種熱條件，它導致了元件根據其熱膨脹系數 (TCE) 膨脹，并且選擇離散溫度條件來近似模擬立方體衛星在近地軌道運行期間將經歷的工作溫度范圍。假設立方體衛星的輻射控制系統將使光學器件免受溫度大幅波動的影響，那么這將光學器件的工作溫度范圍將會限制在 15°C ± 3°C 范圍內。
假設在 OpticStudio 中建立的名義設計是在 21°C 室溫環境中建立的，這是定義幾何結構通常的參考溫度。
在 Ansys Mechanical 中實施模擬的溫度如下：
圖8：溫度定義
在結構分析中，裝配體需要保持固定。對于光學分析來說，使用弱彈簧將導致模擬不夠精確。
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立方體衛星光機結構設計
首先，我們設計立方體衛星的外部框架，為滿足3U設計的標準外形尺寸約束，其中2U的空間用于光學設計和光機結構，最后1U的空間分配給電子設備和探測器。
為了設計立方體衛星的外部框架，這里采用了加州理工大學創建的規格圖作為參考。
圖5：3U立方體衛星的外部框架規格2
以此規格圖為參考，在 CREO Parametric 軟件中繪制3U立方體衛星的外部結構。下圖顯示的是不包含任何光學元件的外部框架。
圖6：3U立方體衛星的外部框
開發外部框架后，ZBD 文件被放置在結構中。然后創建光機結構以固定光學元件并將它們與外部框架結合。綜合考慮上述提到的注意事項，設計了如下的3U立方體衛星的光機結構。
圖7：立方體衛星光機設計
主框架（上圖中的C和B）由碳纖維（C）和36根銦鋼棒（B）的組合制成，以防止整個系統膨脹。為了補償反射鏡在不同溫度下的膨脹，光學元件用彈簧螺栓（D）固定。為了防止光束剪切，副鏡使用角鋼結構（A）固定。光機結構設計完成后，可以使用 OpticsBuilder 仿真工具直接在 CREO Parametric 中測試這些組件對光學性能的影響。對于圖8所示的最終仿真，整個模型被保護層包裹。
通過運行仿真，我們可以看到所有設計指標都已滿足。在 OpticsBuilder 中完成光機結構模型的設計后，現在可以完全建好的系統導出到有限元分析（FEA）軟件中。FEA 軟件可用于生成兩個反射鏡的結構形變數據集。最后，這些數據可以導出到 OpticStudio 的STAR模塊進行進一步分析。
圖8：最終光機模型的仿真
結論
在本文中，我們介紹了立方體衛星在導入非序列模式后如何驗證其光學性能。
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Ansys Zemax | 使用軟件建立立方體衛星系統（一）
在航空航天工業領域中，立方體衛星（CubeSats）已然是一種低成本、易制造的航天光學系統的解決方案。通過制造一組更小、更實惠的系統，使得為航天產品開發生產線方法成為可能。
立方體衛星光學系統的制造商們需要一個準確并可靠的方法來開發光學設計和對系統進行光機械封裝，以及對系統在軌時的結構和熱影響進行建模分析。本系列文章將利用 Ansys Zemax 和 Ansys 其它軟件，對立方體衛星系統進行高階開發。我們將介紹一個集成的軟件工具包是如何精簡設計和分析工作流程的。（聯系我們獲取文章附件）
簡介
幾十年來，光學系統已被開發用于低、中、高地球軌道運行。對于許多光學系統來說，封裝的外形約束和源于這種約束的光機設計都是經過逐個系統設計驗證得到的。立方體衛星是一類輕型納米衛星，可以容納從激光通信到地球成像等應用領域的光學系統，其獨特之處在于，它們采用了標準化的尺寸和外形約束。
在本系列文章中，我們在開發立方體衛星光學設計時參考的論文是 Optical Design of a Reflecting Telescope for CubeSat1。
這是本系列文章的第一部分，我們將解釋立方體衛星外形約束的標準，并介紹在 OpticStudio 的序列模式下構建立方體衛星光學系統的背景細節。
立方體衛星設計背景
立方體衛星的外形約束標準最初是由加州理工大學（California Polytechnic State University）和斯坦福大學（Stanford University）的空間系統開發實驗室（SSDL）2合作提出的。
標準立方體衛星系統的構建模塊是1U，即 “一個單位”，是尺寸為10x10x10cm的立方體。
展開 光學系統 | 借助Ansys Zemax從概念到立方體衛星設計（1）
本文原刊登于Ansys Blog：《From Concept to CubeSat, Part 1: Using Ansys Zemax Software to Develop a CubeSat System》
作者：Kerry Herbert | Ansys產品營銷經理
編輯整理：胡皓勝 | Ansys高級應用工程師
在航空航天行業中，立方體衛星已成為一種適用于太空光學系統的低成本、易于制造的解決方案。它們通過一系列更小、更經濟的系統，為基于太空的產品開發生產線方法，為我們帶來了獨特的機遇。
立方體衛星光學系統制造商需要一種準確可靠的方法來開發光學設計，實現系統的光機械封裝，以及對進入軌道的系統所面臨的結構和熱影響進行建模。本系列文章將介紹如何使用Ansys軟件套件實現立方體衛星系統的高級開發。我們將詳細說明集成的軟件工具集如何簡化設計和分析工作流程。
幾十年來，光學系統一直被開發用于低軌道、中軌道和高軌道的應用。對于許多光學系統而言，封裝尺寸和基于此的光機械的設計根據各系統而各不相同。立方體衛星是一類輕型微納衛星，可以容納從激光通信到地球成像等應用的光學系統。其獨特之處在于它們使用了標準化的尺寸和外形。
在本系列文章中，“Optical Design of a Reflecting Telescope for CubeSat”這篇論文被作為開發立方體衛星光學設計的參考資料。
展開 光學系統 | 借助Ansys Zemax從概念到立方體衛星光機械設計（2）
本文原刊登于Ansys Blog：《From Concept to CubeSat Part 2: Using Ansys Zemax OpticsBuilder to Generate CubeSat Opto-Mechanics》
作者：Kerry Herbert | Ansys產品營銷經理
編輯整理：胡皓勝 | Ansys高級應用工程師
在航空航天行業中，立方體衛星是一種適用于太空光學系統的低成本、易于制造的解決方案。本博客系列闡述了如何使用Ansys Zemax軟件將立方體衛星從最初的光學設計轉變為光機械封裝，以便進行光機熱耦合系統性能（STOP）分析。
在設計了光學系統后，可以對有效載荷的光機械進行建模。通過Creo Parametric中的Ansys Zemax OpticsBuilder，將光學模型導出到計算機輔助設計（CAD）環境的過程變得簡化而直觀。OpticsBuilder通過為每個光學組件生成原生幾何結構，將光學模型引入Creo。借助OpticsBuilder，光學仿真也可以直接在Creo中運行，從而減少在光學設計工具和CAD軟件之間傳輸光學系統的情況。這有助于提高工程效率。
將光學設計導出到OpticsBuilder中
在第一部分內容中，最初的光學設計是針對立方體衛星而建模的。光學設計完成后，需要設計光機械以將光學元件保持在合適的容差范圍內。
展開 Ansys映射網格劃分
好資料
ANSYS ICEMCFD 11 自動體網格生成
它擁有強大的CAD模型修復能力、自動中面抽取、獨特的網格“雕塑”技術、網格編輯技術以及廣泛的求解器支持能力。同時作為ANSYS家族的一款專業分析環境,還可以集成于ANSYS Workbench平臺, 獲得Workbench的所有優勢。
ANSYS_ICEMCFD_11_自動體網格生成.pdf
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