非對稱衍射特性分析的案例
非對稱半潛式起重平臺系泊系統(tǒng)特性研究
為創(chuàng)造更有利于平臺鉆井作業(yè)的外部環(huán)境，袁培銀等[9]提出一種新型多浮體系泊系統(tǒng)，在1500m水深，風(fēng)、浪、流同向作用下，對平臺－連接體－錨鏈－張力筋腱組成的多浮體結(jié)構(gòu)進行完全時域耦合分析，并將新型多浮體系泊系統(tǒng)和傳統(tǒng)張緊式系泊系統(tǒng)計算結(jié)果進行對比分析，結(jié)論充分體現(xiàn)新型系泊系統(tǒng)設(shè)計的合理性、優(yōu)越性。白雪平[10]以半潛式平臺為研究對象，設(shè)定了相應(yīng)的規(guī)則波，模擬了該平臺在規(guī)則波中的時域運動響應(yīng)。其先根據(jù)錨鏈參數(shù)設(shè)計系泊系統(tǒng)，然后采用8根和12根不同的纜繩布置形式，研究其動力響應(yīng)的差異。童波等[11]以工作水深為1500m的半潛式平臺為研究對象，設(shè)定了系泊纜直徑、長度、預(yù)張力角度等相關(guān)變量，從而進行平臺系泊系統(tǒng)的動態(tài)特性研究。該研究還以纜繩數(shù)量、纜繩布置角度為變量，進行了系泊系統(tǒng)的動力響應(yīng)分析。系列研究結(jié)果表明，適當?shù)南挡聪到y(tǒng)設(shè)計，即合適的纜繩數(shù)量、合理的纜繩布置角度，對平臺的運動響應(yīng)特性起到積極影響，能夠提升系泊系統(tǒng)的動力響應(yīng)性能。
影響平臺及系泊性能的因素很多，如系泊纜數(shù)目、系泊纜的松弛度等，本文研究這些參數(shù)對非對稱半潛式起重平臺的運動響應(yīng)和纜繩張力的影響規(guī)律。
1 系泊系統(tǒng)布置
考慮作業(yè)水深為200m，選取懸鏈線式系泊方式。系泊纜經(jīng)常采用放射型均勻布置，朝向各個方向，這樣可以提供給平臺任意角度的回復(fù)力，保證平臺平穩(wěn)正常作業(yè)。在系泊系統(tǒng)的布置上使用8根或12根鋼纜材質(zhì)的系泊纜繩，選擇傾斜波浪方向中預(yù)計的較大環(huán)境負荷的系泊纜繩布局方案，如圖2和圖3所示。平臺坐標系為o-xyz，原點位于平臺方向。圍繞平臺均勻間隔對稱布置，8根系泊纜分為4組，每組由2根構(gòu)成，每組內(nèi)系泊纜夾角為45°；12根系泊纜分為4組，每組由3根構(gòu)成，每組內(nèi)相鄰系泊纜夾角為30°。
非對稱半潛式起重平臺進行時域仿真模擬的系泊纜參數(shù)如表2所示。
展開 非傍軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。
? 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。
展開 非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應(yīng)用于嚴格的性能評估。
設(shè)計任務(wù)
純相位傳輸?shù)脑O(shè)計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設(shè)計。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
在近軸假設(shè)下使用薄元近似（TEA）進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
使用TEA進行性能評估
在近軸假設(shè)下使用TEA進行評估，即與設(shè)計方法相同
使用傅里葉模態(tài)法進行性能評估
使用嚴格的FMM進行評估以檢查非近軸情況下的實際性能。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設(shè)即可使用FMM直接進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設(shè)即可使用FMM直接進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
展開 非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應(yīng)用于嚴格的性能評估。
摘要
非傍軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。
? 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。
展開 VirtualLab之非傍軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。
? 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。
模擬與設(shè)置：工具簡介與整體流程概覽
連接建模技術(shù)：衍射光束分束器
通過配置助手和IFTA進行相位設(shè)計
將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)
衍射光束分束器表面
衍射光束求解器 - TEA & FMM
光柵級數(shù) & 可編程光柵分析器
設(shè)計與評估結(jié)果：
? 相位函數(shù)設(shè)計
? 結(jié)構(gòu)設(shè)計
? TEA 評估
? FMM 評估
? 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）
僅相位傳輸設(shè)計
結(jié)構(gòu)設(shè)計
使用TEA進行性能評估
使用FMM進行性能評估
進一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#1的零階
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#2的零階
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#3的零階
展開 非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應(yīng)用于嚴格的性能評估。
設(shè)計任務(wù)
純相位傳輸?shù)脑O(shè)計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設(shè)計。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
在近軸假設(shè)下使用薄元近似（TEA）進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
使用TEA進行性能評估
在近軸假設(shè)下使用TEA進行評估，即與設(shè)計方法相同
使用傅里葉模態(tài)法進行性能評估
使用嚴格的FMM進行評估以檢查非近軸情況下的實際性能。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設(shè)即可使用FMM直接進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設(shè)即可使用FMM直接進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
展開 VirtualLab：非傍軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。
? 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。
模擬與設(shè)置：工具簡介與整體流程概覽
連接建模技術(shù)：衍射光束分束器
通過配置助手和IFTA進行相位設(shè)計
將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)
衍射光束分束器表面
衍射光束求解器 - TEA & FMM
光柵級數(shù) & 可編程光柵分析器
設(shè)計與評估結(jié)果：
? 相位函數(shù)設(shè)計
? 結(jié)構(gòu)設(shè)計
? TEA 評估
? FMM 評估
? 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）
僅相位傳輸設(shè)計
結(jié)構(gòu)設(shè)計
使用TEA進行性能評估
使用FMM進行性能評估
進一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#1的零階
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#2的零階
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#3的零階
展開 [VirtualLab] 非傍軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。
? 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。
模擬與設(shè)置：工具簡介與整體流程概覽
連接建模技術(shù)：衍射光束分束器
通過配置助手和IFTA進行相位設(shè)計
將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)
衍射光束分束器表面
衍射光束求解器 - TEA & FMM
光柵級數(shù) & 可編程光柵分析器
設(shè)計與評估結(jié)果：
? 相位函數(shù)設(shè)計
? 結(jié)構(gòu)設(shè)計
? TEA 評估
? FMM 評估
? 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）
僅相位傳輸設(shè)計
結(jié)構(gòu)設(shè)計
使用TEA進行性能評估
使用FMM進行性能評估
進一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#1的零階
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#2的零階
進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計#3的零階
展開 VirtualLab Fusion應(yīng)用：非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角相當大，元件的特征尺寸與工作波長在相同的數(shù)量級上。因此，設(shè)計過程超出了近軸建模方法。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設(shè)計結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴格的性能評估。
設(shè)計任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計，通過嚴格分析，進一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計的參數(shù)。
1.通過應(yīng)用設(shè)計帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2.對于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3.VirtualLab Fusion提供計算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4.要在不同的模擬場景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進一步評估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨特的工具、組件和分析儀，以進一步研究給定周期結(jié)構(gòu)的特性和性能。
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)
□ 一般光柵組件提供了薄元近似(TEA)和傅里葉模態(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
□ 薄元近似通常產(chǎn)生更快的結(jié)果，當結(jié)構(gòu)小于波長的5倍,可能有精度問題，。
□ 傅里葉模態(tài)方法允許一個嚴格的模擬，但需要更高的數(shù)值計算。
展開 非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應(yīng)用于嚴格的性能評估。
設(shè)計任務(wù)
純相位傳輸?shù)脑O(shè)計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設(shè)計。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
在近軸假設(shè)下使用薄元近似（TEA）進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
使用TEA進行性能評估
在近軸假設(shè)下使用TEA進行評估，即與設(shè)計方法相同
使用傅里葉模態(tài)法進行性能評估
使用嚴格的FMM進行評估以檢查非近軸情況下的實際性能。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設(shè)即可使用FMM直接進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設(shè)即可使用FMM直接進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
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VirtualLab：非傍軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。
? 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。
展開 VirtualLab Fusion應(yīng)用：非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
設(shè)計任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計，通過嚴格分析，進一步優(yōu)化零階均勻性和影響
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角相當大，元件的特征尺寸與工作波長在相同的數(shù)量級上。因此，設(shè)計過程超出了近軸建模方法。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設(shè)計結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴格的性能評估。
VirtualLab Fusion應(yīng)用：非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角相當大，元件的特征尺寸與工作波長在相同的數(shù)量級上。因此，設(shè)計過程超出了近軸建模方法。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設(shè)計結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴格的性能評估。
設(shè)計任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計，通過嚴格分析，進一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計的參數(shù)。
1. 通過應(yīng)用設(shè)計帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2. 對于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3. VirtualLab Fusion提供計算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4. 要在不同的模擬場景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進一步評估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨特的工具、組件和分析儀，以進一步研究給定周期結(jié)構(gòu)的特性和性能。
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)
? 一般光柵組件提供了薄元近似(TEA)和傅里葉模態(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
展開 VirtualLab Fusion應(yīng)用：非近軸衍射分束器的設(shè)計與嚴格分析
摘要
直接設(shè)計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角相當大，元件的特征尺寸與工作波長在相同的數(shù)量級上。因此，設(shè)計過程超出了近軸建模方法。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設(shè)計結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴格的性能評估。
設(shè)計任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計，通過嚴格分析，進一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計的參數(shù)。
1.通過應(yīng)用設(shè)計帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2.對于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3.VirtualLab Fusion提供計算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4.要在不同的模擬場景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進一步評估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨特的工具、組件和分析儀，以進一步研究給定周期結(jié)構(gòu)的特性和性能。
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)
□ 一般光柵組件提供了薄元近似(TEA)和傅里葉模態(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
□ 薄元近似通常產(chǎn)生更快的結(jié)果，當結(jié)構(gòu)小于波長的5倍,可能有精度問題，。
□ 傅里葉模態(tài)方法允許一個嚴格的模擬，但需要更高的數(shù)值計算。
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