光學(xué)仿真優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-17
光學(xué)仿真優(yōu)化的視頻教程
車燈仿真分析系列課程（熱仿真/結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真/光學(xué)仿真）
ANSYS作為世界知名的CAE仿真軟件，在汽車車燈的結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體散熱、光學(xué)設(shè)計(jì)都有廣泛地應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)力學(xué)分析時(shí)，借助ANSYS可以實(shí)現(xiàn)諸如：車燈極端靜載荷作用下的強(qiáng)度/剛度分析、車燈的抗沖擊/振動(dòng)性能分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)；車燈的碰撞試驗(yàn)分析；車燈在交變載荷作用下的結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算等，從而為汽車照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
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汽車光學(xué)仿真與分析
課程背景： 本次研討會(huì)聚焦汽車光學(xué)前沿領(lǐng)域，研討會(huì)中使用武漢二元科技旗艦產(chǎn)品-OAS光學(xué)軟件，軟件完全國(guó)產(chǎn)自主可控，支持幾何光學(xué)和物理光學(xué)跨尺度計(jì)算。 通過(guò) OAS 光學(xué)軟件深入剖析汽車光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。光學(xué)工程師將圍繞車燈、HUD、汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)等關(guān)鍵方向，分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討創(chuàng)新思路，助力企業(yè)提升汽車光學(xué)設(shè)計(jì)水平。
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水下機(jī)器人殼體（壓力容器）結(jié)構(gòu)仿真演示、《仿真報(bào)告》編撰以及優(yōu)化建議、優(yōu)化方向引導(dǎo)
針對(duì)仿真結(jié)果的解讀，介紹《仿真報(bào)告》編纂內(nèi)容，特別針對(duì)本例仿真計(jì)算后，對(duì)產(chǎn)品提出12條優(yōu)化建議和產(chǎn)品升級(jí)迭代優(yōu)化方向的建議。
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光學(xué)仿真優(yōu)化的實(shí)例教程
本文原刊登于Ansys Blog：《Optimizing the Interior Automotive Lighting Experience》
作者：Gwenael Moysan | Ansys應(yīng)用工程經(jīng)理
編輯整理：劉洋 | Ansys應(yīng)用工程師
當(dāng)我們談?wù)?em>優(yōu)化人類感知的內(nèi)部照明時(shí)，我們實(shí)際上指的是兩個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域：安全性和駕駛員體驗(yàn)。如果內(nèi)部照明可以提供盡可能最佳的體驗(yàn)，駕駛員則能夠更好地應(yīng)對(duì)頗具挑戰(zhàn)性或意外的駕駛狀況，并且減輕疲勞感。除了功能優(yōu)勢(shì)外，內(nèi)部照明可以使汽車變得更具時(shí)尚、現(xiàn)代感，讓人心情愉悅，或者也可以使汽車酷炫感十足。如今，照明在汽車造型中發(fā)揮著重要作用。
內(nèi)部照明包括衛(wèi)星導(dǎo)航/GPS，車頂燈，存儲(chǔ)、閱讀和環(huán)境照明，例如光導(dǎo)或光管。上述每一種照明類型都會(huì)影響駕駛員的舒適性和安全性。工程師需要平衡光學(xué)要求（例如均勻性）以及與性能和成本相關(guān)的其它重要規(guī)范。得益于多物理場(chǎng)仿真，工程師可以考慮復(fù)雜的人性化設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足核心工程設(shè)計(jì)約束條件。
環(huán)境照明的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
在為汽車設(shè)計(jì)尋找盡可能最佳的照明配置和材料選擇時(shí)，工程師面臨著諸多光學(xué)挑戰(zhàn)。
展開(kāi) 其VE人眼視覺(jué)模塊獨(dú)步天下，計(jì)算速度奇快無(wú)比，操作便利，CAA版本外掛catia軟件，可利用catia的強(qiáng)大參數(shù)化設(shè)計(jì)或catia宏語(yǔ)言優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)，獨(dú)立版的speos類似ASAP，不過(guò)還是比ASAP容易上手。大家一般認(rèn)為其網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)與仿真比lighttools等光學(xué)軟件功能差很多，實(shí)際上speos caa的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)也很強(qiáng)大，不過(guò)操作稍顯復(fù)雜些，需要在catia里面編程控制復(fù)雜的網(wǎng)點(diǎn)生成，新版本的speos caa無(wú)需編程，網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)增強(qiáng)很多，而且里面的OSD模塊可以輕易設(shè)計(jì)出大家討論的鱗甲、導(dǎo)光管、各種各樣的車燈花紋等，唯一遺憾的是CAA版本不能能結(jié)合gtools的強(qiáng)大網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)能力。
本人比較喜歡speos這個(gè)軟件，最近研究了一下speos caa的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)，有一些心得和感觸，獨(dú)立版的speos可以導(dǎo)入gtools網(wǎng)點(diǎn)我就不再贅述了。這里是一個(gè)具體的簡(jiǎn)單網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程，歡迎大家交流分享！具體的說(shuō)明請(qǐng)看圖片里面的解釋！
展開(kāi) Ansys光學(xué)產(chǎn)品在光學(xué)仿真與優(yōu)化領(lǐng)域的能力，將為可穿戴技術(shù)帶來(lái)更加光明的未來(lái)，使其更加高效，并更具影響力。通過(guò)彌合高級(jí)光學(xué)工程與實(shí)際應(yīng)用之間的差距，Ansys正在幫助工程師設(shè)計(jì)新一代智能互聯(lián)設(shè)備，這些設(shè)備能夠改善人們的生活，并讓全球消費(fèi)者受益。
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展開(kāi) wx_fmt=png" width="100%"> </p><p><span style="color: rgb(178, 178, 178);">圖片來(lái)源：https://www.rayteng.com.tw/product-speos-2/ansys-speos%e5%b9%b3%e9%9d%a2%e9%a1%af%e7%a4%ba%e5%99%a8moire%e6%a8%a1%e6%93%ac%e6%87%89%e7%94%a8</span></p><p><br></p><p>在Jabra的耳機(jī)/揚(yáng)聲器產(chǎn)品上，也有用到光學(xué)仿真來(lái)優(yōu)化導(dǎo)光柱的設(shè)計(jì)，以保證我們的光學(xué)效果，只有光線亮度合適又均勻，才能給用戶提供高級(jí)舒適的體驗(yàn)。</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/tV8UzuX5TdAFuSUqg6icXRBCdn9zzficBI3rFLQLFqzJ1japiaJVA6mnLbB7iavBWWyZaemERhicAicHskicqmHVDtekg/640?wx_fmt=png" width="100%"> </p><p><br></p><p>上圖是前不久Jabra新上市的Speak2系列，可以看到有一圈均勻的燈帶，為了實(shí)現(xiàn)這樣的效果，在前期設(shè)計(jì)中，進(jìn)行了大量的光學(xué)仿真——通過(guò)光學(xué)仿真對(duì)LED排布，不同顏色光能量調(diào)節(jié)，導(dǎo)光柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料屬性做了優(yōu)化，使其亮度更均勻，光能效更高更節(jié)能。</p><p><strong>光學(xué)仿真軟件</strong></p><p><br></p><p>比較知名的光學(xué)仿真軟件有Ansys Speos, 以及同屬于Ansys光學(xué)大家族的Zemax, Lumerical。強(qiáng)是真的強(qiáng)，貴也是真的貴。當(dāng)然，貴是你的問(wèn)題，不是它們的問(wèn)題（扎心了）。
展開(kāi) 02/幾何光學(xué)
在幾何光學(xué)領(lǐng)域，OAS 軟件基于光線追跡核心算法，為光學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)提供了高效、精準(zhǔn)的一體化分析手段。
成像設(shè)計(jì)解決方案
光學(xué)軟件為成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供從建模、優(yōu)化到分析的一體化平臺(tái)。它支持從基礎(chǔ)透鏡到復(fù)雜多重結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的建模，可靈活設(shè)置孔徑、視場(chǎng)等關(guān)鍵參數(shù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)光路預(yù)覽。軟件內(nèi)置優(yōu)化算法，支持像差自動(dòng)校正、多配置優(yōu)化和公差分析，能針對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)化迭代優(yōu)化。在分析方面，軟件提供全面的像質(zhì)評(píng)估工具，包括MTF、點(diǎn)列圖、波前圖等，支持對(duì)成像系統(tǒng)的核心性能進(jìn)行專業(yè)評(píng)估。
照明與汽車光學(xué)解決方案
軟件為照明和車燈設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的虛擬仿真與優(yōu)化功能，能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的光學(xué)性能與效果分析，完成自動(dòng)化參數(shù)優(yōu)化與方案驗(yàn)證。其核心功能完整覆蓋了車燈設(shè)計(jì)、激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)、抬頭顯示器（HUD）以及內(nèi)飾氛圍照明等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了從光源、光路到分析的全鏈路仿真，從而系統(tǒng)地滿足汽車行業(yè)在智能化與個(gè)性化趨勢(shì)下的光學(xué)創(chuàng)新需求。
雜散光解決方案
軟件能夠在儀器加工之前，通過(guò)高精度虛擬模型全面模擬和分析包括鬼像、衍射、散射及紅外熱輻射在內(nèi)的各類雜散光現(xiàn)象，并提供了如路徑分析和提取、自動(dòng)篩選照明關(guān)鍵面等工具，為光學(xué)工程師提供從識(shí)別、評(píng)估到修正的一體化工具體系，從而在設(shè)計(jì)階段有效消除雜散光干擾，保障光學(xué)系統(tǒng)的高精度與可靠性。
光機(jī)解決方案
OAS內(nèi)置輕量化CAD核心，通過(guò)結(jié)合參數(shù)化與自由建模雙模式，提供從簡(jiǎn)易機(jī)械結(jié)構(gòu)到復(fù)雜光學(xué)元件的一體化設(shè)計(jì)與建模支持，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)、機(jī)械與電子領(lǐng)域在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真流程與工程變更層面的深度融合與高效協(xié)同。
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光學(xué)仿真優(yōu)化的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級(jí)應(yīng)用工程師
在結(jié)構(gòu)工程中，精度和效率是必須滿足的目標(biāo)。由于項(xiàng)目變得越來(lái)越復(fù)雜，能夠在確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)簡(jiǎn)化工作流程，對(duì)于取得成功的結(jié)果非常關(guān)鍵。
本文將介紹使用
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現(xiàn)代塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)為了追求功能集成與美觀，模具結(jié)構(gòu)變得日益復(fù)雜。對(duì)嵌入件（Part Insert）而言，前處理—特別是網(wǎng)格制作—面臨巨大挑戰(zhàn)。多材質(zhì)射出成型（Multi-Component Molding，MCM）模擬最困難的地方在于不同材質(zhì)（如雙色模、金屬嵌件）之間的接觸面處理，其模擬的準(zhǔn)確度往往取決于組件交界面的處理。
以往工程師常面臨兩難：選擇非匹配網(wǎng)格（Non-matching Mesh
授課時(shí)間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開(kāi)課）
課程時(shí)數(shù)：2天/城市
授課地點(diǎn)：深圳市光明區(qū)鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊(duì)
課程費(fèi)用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開(kāi)票稅金、午餐費(fèi))
課程簡(jiǎn)介
Course Introduction
光柵是現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中最為常用的一種衍射光學(xué)元件
<p>Ansys光學(xué)與光子學(xué)解決方案提供功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和驗(yàn)證仿真軟件，可幫助設(shè)計(jì)師更快地開(kāi)發(fā)出卓越的光學(xué)產(chǎn)品，同時(shí)提升產(chǎn)品的性能、可靠性和良率。在最新發(fā)布的2026 R1 新版本中，通過(guò)簡(jiǎn)化的雜散光分析工作流程，Ansys Zemax OpticStudio 與 Ansys Speos for NX 之間強(qiáng)大的光學(xué)設(shè)計(jì)交換 (ODX) 以及實(shí)用的 NEST 容差，推動(dòng)了光學(xué)和光子工程的發(fā)展；Synopsys
簡(jiǎn)介
DMD 投影燈是以數(shù)字微鏡器件為核心的高精度數(shù)字光學(xué)投影系統(tǒng)，通過(guò)光源準(zhǔn)直勻化、DMD 芯片像素級(jí)光調(diào)制及投影物鏡成像的協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)到高清光影的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，可顯著提升投影畫面分辨率、對(duì)比度與亮度均勻性。本案例依托 OAS 光學(xué)軟件完成 DMD 投影燈全鏈路建模、光線追跡與性能優(yōu)化，驗(yàn)證系統(tǒng)照明均勻性、成像質(zhì)量及雜散光抑制水平，為工程化設(shè)計(jì)提供可靠仿真依據(jù)。
案例設(shè)置與操作
OAS波動(dòng)光學(xué)仿真來(lái)助力1個(gè)月前
簡(jiǎn)介
全息照相依托光的干涉與衍射原理，以物光與參考光干涉條紋記錄物體振幅、相位全光波信息，可真實(shí)還原三維立體影像與空間景深。核心光路包含激光光源、分束器、照明與參考光路及記錄介質(zhì)，廣泛用于三維顯示、精密計(jì)量、無(wú)損檢測(cè)、光學(xué)防偽等領(lǐng)域。本案例基于 OAS 波動(dòng)光學(xué)模塊，完成全息記錄與再現(xiàn)全流程仿真，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與評(píng)估提供專業(yè)工程支撐。
案例設(shè)置與操作
模型構(gòu)建
基于 OAS
高度優(yōu)化的仿真設(shè)計(jì)是光學(xué)系統(tǒng)的理想版本，但當(dāng)開(kāi)始制造這些組件時(shí)，制造工藝的容差會(huì)影響最終產(chǎn)品的屬性和表面形狀。
根據(jù)所采用的制造工藝不同，會(huì)存在不同的制造限制。因此，設(shè)計(jì)流程需要具有穩(wěn)健性，并在設(shè)計(jì)階段考慮這些潛在容差，以確保所設(shè)計(jì)光學(xué)組件和制造的組件之間不存在性能脫節(jié)。
使用先進(jìn)仿真軟件設(shè)計(jì)自由曲面光學(xué)
先進(jìn)仿真工具可用于設(shè)計(jì)任何類型的光學(xué)元件：球面、非球面或自由曲面。
作者： Aliyah Mallak | Ansys市場(chǎng)傳播經(jīng)理
編輯整理：張旭 | Ansys 高級(jí)應(yīng)用工程師
為滿足全球人工智能（AI）發(fā)展需求而建立的數(shù)據(jù)中心，催生了前所未有的電力需求。2018年，美國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量為76 TWh，占美國(guó)總能耗的1.9%。而到2028年，美國(guó)數(shù)據(jù)中心的電力需求預(yù)計(jì)將達(dá)到325至580 TWh，約占美國(guó)總能耗的12%。
上述情況對(duì)AI數(shù)據(jù)中心的各個(gè)環(huán)節(jié)都提出了巨大挑戰(zhàn)
OAS軟件跨尺度仿真來(lái)助力1個(gè)月前
直接投影式
反射投影式
總結(jié)
本案例基于 OAS 光學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)車載 AR?HUD 衍射波導(dǎo)全鏈路光學(xué)仿真與優(yōu)化，覆蓋建模、參數(shù)配置、追跡分析、性能評(píng)估及迭代優(yōu)化閉環(huán)流程，精準(zhǔn)獲取耦合效率、能量分布、視場(chǎng)均勻性、像質(zhì)等核心指標(biāo)，為光柵結(jié)構(gòu)與波導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供量化依據(jù)。
