遠(yuǎn)場(chǎng)模擬的案例
OptiFDTD：二進(jìn)制光柵建模及近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)模擬
（1） 以下模擬將橫向入射光束設(shè)為高斯場(chǎng)。
（2） 但是，光纖模式完全可以得到求解并設(shè)置為OptiFDTD的橫向入射光束。
檢測(cè)采樣波長(zhǎng)的傳輸光束（對(duì)于圖案1）
傳輸功率譜
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
（1）FDTD主要進(jìn)行近場(chǎng)模擬，更長(zhǎng)距離的模擬要求更多CPU時(shí)間和內(nèi)存使用。
（2）然而，OptiFDTD提供遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換工具，當(dāng)用戶定義距離時(shí)可以得到遠(yuǎn)場(chǎng)圖案。
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
波長(zhǎng)λ=1.0μm，z =1,000μm的遠(yuǎn)場(chǎng)
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
波長(zhǎng)λ=0.8μm，z =10,000μm的遠(yuǎn)場(chǎng)
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（1） 以下模擬將橫向入射光束設(shè)為高斯場(chǎng)。
（2） 但是，光纖模式完全可以得到求解并設(shè)置為OptiFDTD的橫向入射光束。
檢測(cè)采樣波長(zhǎng)的傳輸光束（對(duì)于圖案1）
傳輸功率譜
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
（1）FDTD主要進(jìn)行近場(chǎng)模擬，更長(zhǎng)距離的模擬要求更多CPU時(shí)間和內(nèi)存使用。
（2）然而，OptiFDTD提供遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換工具，當(dāng)用戶定義距離時(shí)可以得到遠(yuǎn)場(chǎng)圖案。
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
波長(zhǎng)λ=1.0μm，z =1,000μm的遠(yuǎn)場(chǎng)
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
波長(zhǎng)λ=0.8μm，z =10,000μm的遠(yuǎn)場(chǎng)
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（1）以下模擬將橫向入射光束設(shè)為高斯場(chǎng)。
（2）但是，光纖模式完全可以得到求解并設(shè)置為OptiFDTD的橫向入射光束。
檢測(cè)采樣波長(zhǎng)的傳輸光束（對(duì)于圖案1）
傳輸功率譜
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
（1）FDTD主要進(jìn)行近場(chǎng)模擬，更長(zhǎng)距離的模擬要求更多CPU時(shí)間和內(nèi)存使用。
（2）然而，OptiFDTD提供遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換工具，當(dāng)用戶定義距離時(shí)可以得到遠(yuǎn)場(chǎng)圖案。
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
波長(zhǎng)λ=1.0μm，z =1,000μm的遠(yuǎn)場(chǎng)
遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
波長(zhǎng)λ=0.8μm，z =10,000μm的遠(yuǎn)場(chǎng)
展開(kāi) 【CAE案例】海上風(fēng)電場(chǎng)的三維海底地形形態(tài)變化研究
所以通過(guò)模擬海上風(fēng)電場(chǎng)的海底形態(tài)變化，了解海上風(fēng)電場(chǎng)海岸水動(dòng)力和形態(tài)動(dòng)力學(xué)，為樁基維護(hù)策略提供技術(shù)支持十分重要。
02 模型建立
本案例將利用水動(dòng)力仿真軟件的三維水動(dòng)力學(xué)模塊并設(shè)置LES湍流模型耦合SISYPHE泥沙輸運(yùn)模塊，來(lái)構(gòu)建海岸形態(tài)動(dòng)力模型。
傳統(tǒng)的RANS湍流模型無(wú)法有效地描述緊靠單樁的湍流的產(chǎn)生和消散以及整個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模尾跡。為了滿足穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)必須很小，這限制了RANS模型長(zhǎng)期模擬的能力。
因此，本研究擬用大渦模擬LES替代RANS湍流模型，并研究其遠(yuǎn)場(chǎng)模擬的性能和精度，進(jìn)而證明水動(dòng)力仿真軟件具有預(yù)測(cè)海上風(fēng)電場(chǎng)樁基周圍的水流和泥沙輸移的能力。
水動(dòng)力學(xué)模型
首先基于過(guò)往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)三維水動(dòng)力+ LES的模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
設(shè)置50米長(zhǎng)，4米寬的研究區(qū)域。假定床層是平的，固定深度為0.54m。直徑為0.53米的圓柱體放置在入口下游13米處。研究區(qū)域的三維網(wǎng)格每層的二維單元共282740個(gè)，縱向劃分20層。
網(wǎng)格的俯視圖
模型分別驗(yàn)證了光滑床層和粗糙床層的情況。設(shè)置雷諾數(shù)為1.7×，水深入口流速 0.326 m/s。實(shí)驗(yàn)表明，該模型可以較好地模擬單樁實(shí)驗(yàn)的流場(chǎng)。
光滑床層的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
然后將該模型用于愛(ài)爾蘭東部海域利物浦灣的遠(yuǎn)場(chǎng)模擬，該海域有Burbo Bank、North Hoyle和Rhyl Flats三個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)，分別由25、30和25個(gè)單樁風(fēng)機(jī)組成。三維網(wǎng)格水平劃分為323830個(gè)三角形單元，縱向劃分15個(gè)水平層。三角形單元大小從樁基附近的0.4 m到遠(yuǎn)場(chǎng)邊界上的5500 m不等。
利物浦灣網(wǎng)格模型
泥沙輸運(yùn)模型
泥沙輸移采用粒徑為0.23mm的推移質(zhì)，使用梅耶爾-彼得輸移公式求解輸沙率。
展開(kāi) 
【環(huán)境仿真專題第一講】使用TELEMAC-MASCARET研究海上風(fēng)電場(chǎng)的三維海底地形形態(tài)變化
實(shí)驗(yàn)表明，該模型可以較好地模擬單樁實(shí)驗(yàn)的流場(chǎng)。
光滑床層的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
然后將該模型用于愛(ài)爾蘭東部海域利物浦灣的遠(yuǎn)場(chǎng)模擬，該海域有Burbo Bank、North Hoyle和Rhyl Flats三個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)，分別由25、30和25個(gè)單樁風(fēng)機(jī)組成。三維網(wǎng)格水平劃分為323830個(gè)三角形單元，縱向劃分15個(gè)水平層。三角形單元大小從樁基附近的0.4 m到遠(yuǎn)場(chǎng)邊界上的5500 m不等。
利物浦灣網(wǎng)格模型
泥沙輸運(yùn)模型
泥沙輸移采用粒徑為0.23mm的推移質(zhì)，使用梅耶爾-彼得輸移公式求解輸沙率。
04
模擬結(jié)果
基于利物浦港的Burbo Bank風(fēng)電廠的模型，模擬了為期30天的大小潮流場(chǎng)，并結(jié)合sisyphe模擬了風(fēng)電場(chǎng)海底7天內(nèi)的泥沙遷移情況。
BurboBank風(fēng)電廠樁基的湍流模擬結(jié)果
BurboBank風(fēng)電廠樁基附近泥沙在5天內(nèi)的侵蝕和堆積情況，揭示了海床在5天內(nèi)的形態(tài)變化
05
研究結(jié)論
使用TELEMAC3D在實(shí)驗(yàn)室尺度上模擬了一個(gè)圓柱體周圍的流動(dòng)，對(duì)圓柱體繞流的測(cè)量結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。
展開(kāi) LS-DYNA | 水下遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸結(jié)構(gòu)毀傷工程算法 ￥150
<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2977" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">LS-DYNA</a>有多種算法可用于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/abaqus_explosion" rel="noopener noreferrer" target="_blank">水下爆炸</a>數(shù)值模擬，如流固耦合法、*LOAD_SSA、<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2977" rel="noopener noreferrer" target="_blank">LS-DYNA</a>/USA等。</p><p>流固耦合法主要用于近場(chǎng)計(jì)算，由于計(jì)算耗費(fèi)和計(jì)算準(zhǔn)確度的原因，難以用于遠(yuǎn)場(chǎng)水下爆炸模擬。*LOAD_SSA可以用來(lái)模擬遠(yuǎn)場(chǎng)水下爆炸載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的毀傷，這種方法考慮了球面入射波、反射波、輻射波以及附帶水質(zhì)量帶來(lái)的影響；由于不需要建立<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/Autoseal" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體網(wǎng)格</a>，這種方法計(jì)算速度很快，缺點(diǎn)是附帶水質(zhì)量沒(méi)有考慮主沖擊波過(guò)后后續(xù)<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2756" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體</a>的空化特性。
展開(kāi) 智能熱流體仿真軟件AICFD 2023R1新版本功能介紹
圖6 多孔介質(zhì)仿真案例
四、噪聲模型新增
在本次版本中，針對(duì)氣動(dòng)噪聲增加了遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲模型。圖中展示了氣動(dòng)仿真經(jīng)典案例DrivAer汽車Fastback車型的遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲模擬結(jié)果。軟件可模擬汽車行駛過(guò)程中遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲，遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲頻譜圖展示了距離后視鏡不同位置p1、p2處的聲壓級(jí)頻譜。
圖7 氣動(dòng)噪聲模擬
五、Linux系統(tǒng)兼容
AICFD 2023R1版本實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)兼容。軟件目前可同時(shí)兼容Windows和Linux系統(tǒng)，增加了軟件安裝系統(tǒng)的普適性。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，我們保證了在Linux系統(tǒng)中運(yùn)行的高效性，512及以上核數(shù)并行效率高達(dá)理論值的80%。
圖8 Linux系統(tǒng)平臺(tái)及并行計(jì)算效率
AICFD更多詳細(xì)介紹及軟件試用申請(qǐng)，請(qǐng)點(diǎn)擊“AICFD — 智能熱流體仿真軟件”，前往查閱。
展開(kāi) CAD導(dǎo)入的PFC-FLAC3D耦合真三軸沖擊 ￥39
一套成熟的PFC 6.0 與 FLAC3D 耦合的數(shù)值模擬腳本。重點(diǎn)解決在數(shù)值模擬中復(fù)雜幾何體建模難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了通過(guò) CAD直接導(dǎo)入轉(zhuǎn)化為 PFC3D 的幾何組（Geometry Group）及塊體組（Clump Group），并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建真三軸動(dòng)力沖擊耦合模型。
CAD 復(fù)雜建模接口：支持從 CAD 建立復(fù)雜三維幾何模型，一鍵導(dǎo)入 PFC 6.0，自動(dòng)完成 Geometry 到 Clump 的映射與填充，突破軟件自帶建模工具的形狀限制。
PFC-FLAC3D 精準(zhǔn)耦合：實(shí)現(xiàn)離散元（PFC）與連續(xù)介質(zhì)（FLAC3D）的無(wú)縫動(dòng)力耦合，利用 FLAC3D 模擬遠(yuǎn)場(chǎng)邊界效應(yīng)，PFC3D 模擬核心破壞區(qū)。
真三軸動(dòng)力加載系統(tǒng)：代碼預(yù)設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)的真三軸初始地應(yīng)力環(huán)境，并集成沖擊荷載（Dynamic Impact）觸發(fā)機(jī)制。
邏輯清晰的 clump group 與 geometry group 分類，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)提取、云圖顯示及屬性賦值。
包含文件內(nèi)容
PFC6.0代碼：包含模型初始化、CAD 導(dǎo)入、接觸定義。
FLAC代碼：處理 PFC 與 FLAC3D 交互界面的力學(xué)傳遞。
CAD 示例模型：提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三維 CAD 幾何模型作為演示。
適用研究方向
深部巖石動(dòng)力學(xué)與沖擊地壓研究。
復(fù)雜地質(zhì)體的精細(xì)化建模。
巖土工程多尺度耦合分析。
展開(kāi) 設(shè)計(jì)仿真 | Dytran & Actran聯(lián)合仿真方案
使用Finite Fluid組件模擬輻射域，使用Infinite Fluid組件模擬遠(yuǎn)場(chǎng)聲輻射。
圖 4導(dǎo)入Dytran分析結(jié)果
導(dǎo)入Dytran分析結(jié)果建立BC Mesh組件，該組件能夠?qū)⒄駝?dòng)結(jié)果映射到聲學(xué)網(wǎng)格當(dāng)中，以進(jìn)行聲輻射的計(jì)算。
圖 5模型設(shè)置
使用BC Mesh時(shí)，需要關(guān)聯(lián)Coupling Surface，將沖擊結(jié)果映射到Coupling Surface選中的聲場(chǎng)網(wǎng)格上。提交計(jì)算后，各監(jiān)控點(diǎn)聲壓級(jí)曲線以及壓力云圖如下圖所示。
圖 6 聲壓級(jí)曲線
圖 7 各時(shí)刻壓力云圖
03
文章小結(jié)
采用Dytran與Actran進(jìn)行聯(lián)合仿真，可以快速且便捷的進(jìn)行碰撞以及跌落過(guò)程中的聲場(chǎng)分析，同時(shí)，根據(jù)聲場(chǎng)的分析結(jié)果，可以為結(jié)構(gòu)的降噪優(yōu)化提供相關(guān)理論參考。
展開(kāi) 基于PERA SIM的導(dǎo)彈外流場(chǎng)數(shù)值仿真計(jì)算
目前，CFD數(shù)值仿真計(jì)算方法在飛行器的前期設(shè)計(jì)階段得到了廣泛的應(yīng)用，一定程度上可以替代實(shí)際的飛行器風(fēng)洞試驗(yàn)，并可以模擬得到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中無(wú)法測(cè)試的一些參數(shù)。
本文基于安世亞太自主開(kāi)發(fā)的PERA SIM.Fluid流體仿真軟件，對(duì)某型號(hào)導(dǎo)彈的外流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，得到了相應(yīng)馬赫數(shù)下導(dǎo)彈外流場(chǎng)的壓力及速度分布。
導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)如下圖所示（彈體長(zhǎng)1米）。
基于PERA SIM.Fluid流體仿真軟件，具體的仿真工況條件為：
馬赫數(shù)1.53（520.7m/s）；
AOA攻角0° ，H=0km；
無(wú)窮遠(yuǎn)場(chǎng)壓力入口101325Pa。
來(lái)流假設(shè)為理想氣體；用給定的自由流馬赫數(shù)和靜態(tài)條件來(lái)模擬無(wú)限遠(yuǎn)場(chǎng)處的自由流動(dòng)，計(jì)算的湍流模型為k-Omega SST，其可以很好地模擬飛行器外流場(chǎng)的附著流動(dòng)和薄層自由剪切流動(dòng)，且具有良好的魯邦性和數(shù)值收斂性。
為了滿足壁面無(wú)反射邊界條件為“無(wú)窮遠(yuǎn)”的要求，在距離壁面較遠(yuǎn)處生成一個(gè)大圓柱，以確定導(dǎo)彈外流場(chǎng)的計(jì)算域；對(duì)應(yīng)的圓柱體計(jì)算區(qū)域直徑為20m，深度為25m，其中導(dǎo)彈前側(cè)為5m，后側(cè)20m（以捕捉導(dǎo)彈尾翼的氣流特性）。對(duì)包裹后的外流場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如下圖所示；由于導(dǎo)彈周邊的流場(chǎng)氣動(dòng)變化比較劇烈，為了更好地捕捉其流動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)導(dǎo)彈周邊的網(wǎng)格進(jìn)行了加密細(xì)化，網(wǎng)格數(shù)量約為375萬(wàn)。
展開(kāi) 解析 | 永磁電機(jī)及電驅(qū)動(dòng)的NVH研發(fā)過(guò)程
3：齒輪嚙合布局的模擬過(guò)程（SIMULATIONSPROZESSDER VERZAHNUNGSANREGUNG）
齒輪嚙合噪聲評(píng)價(jià)的模擬過(guò)程一共包含三個(gè)連續(xù)的步驟。
第一步，利用多體模擬（MKS）來(lái)研究變速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)行為。尤其需要關(guān)注在齒輪接觸面的嚙合力的變化，因?yàn)樗鼤?huì)動(dòng)態(tài)激勵(lì)整個(gè)結(jié)構(gòu)（參數(shù)化的振動(dòng)激勵(lì)）。多體模擬模型包含齒輪和受載剛度相同的在空間固定的軸承。齒輪間的嚙合將會(huì)被簡(jiǎn)化考慮，然后通過(guò)一個(gè)變化的齒輪嚙合剛度來(lái)表達(dá)。這是由于需要降低計(jì)算機(jī)的運(yùn)算量，節(jié)省時(shí)間。求解多體模型的任務(wù)將由軟件MNoise來(lái)完成。（獲得力）
第二步，將對(duì)變速箱進(jìn)行有限元分析（FEA）。所建模型包含整個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊和測(cè)試平臺(tái)。在第一步中獲得的變化的齒輪嚙合力將作為激勵(lì)信號(hào)，模擬相應(yīng)將基于模態(tài)還原過(guò)程在頻域中進(jìn)行，以此可以減少數(shù)字計(jì)算。在頻域中的分析在求解空間中沒(méi)有瞬態(tài)響應(yīng)，這也是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。為了把阻尼行為考慮進(jìn)去，可以直接在材料上加載材料阻尼，或者也可以考慮使用模態(tài)阻尼的方法。（獲得速度）
第三步，將利用模擬所獲得的結(jié)構(gòu)的表面速度，來(lái)計(jì)算出例如表面聲速或者聲壓等有說(shuō)服力的聲學(xué)數(shù)據(jù)。因?yàn)槭侵苯佑?jì)算的機(jī)構(gòu)表面的速度，所以這可以用來(lái)解釋近場(chǎng)噪聲。為了能夠做出遠(yuǎn)場(chǎng)噪音，有限元分析模型必須以這樣一種方式進(jìn)行擴(kuò)展，即圍繞結(jié)構(gòu)的空域也包含在計(jì)算中。結(jié)構(gòu)與周圍空氣空間之間的耦合，使用FEA求解器提供的映射算法執(zhí)行。在空域外邊緣的非反射邊界條件，因此也允許模擬遠(yuǎn)場(chǎng)的聲壓級(jí)。
展開(kāi) 
Actran在高速鐵路聲屏障降噪效果預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
Actran 的無(wú)限元技術(shù)，二維模型分析技術(shù)，阻抗邊界定義，多聲源輸入，近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)分布云圖，模擬復(fù)雜幾何形狀和阻抗邊界等功能可以滿足這些需求。胡文林補(bǔ)充道：“除了無(wú)限元技術(shù)外，能夠模擬聲屏障復(fù)雜的形狀、吸聲邊界和頂部端頭的形式（彎折、帶有頂部干涉器）是我們選擇這款產(chǎn)品的主要原因。Actran能夠滿足產(chǎn)品研發(fā)和預(yù)測(cè)降噪的需求。”
仿真結(jié)果噪聲分布云圖
由于高鐵聲源的復(fù)雜性，在仿真模型中需要定義數(shù)量非常多的線聲源用來(lái)模擬分布在列車兩側(cè)和橋梁腹板外側(cè)的噪聲源。使用Actran的API語(yǔ)言可以方便的通過(guò)命令行或者腳本文件快速定義多聲源。
采用Actran API腳本語(yǔ)言快速生成線聲源，采用Loadcases命令，避免聲源干涉效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)聲源不相干疊加。
結(jié)果
Actran不僅仿真結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比良好，還能夠模擬復(fù)雜的幾何形式和吸聲邊界條件，具有高效可行的建模方式，提供了研發(fā)更為復(fù)雜產(chǎn)品的工具。目前已在高速鐵路聲屏障研發(fā)、設(shè)計(jì)中應(yīng)用，也將有望應(yīng)用于普通鐵路和城市軌道交通工程減振降噪設(shè)計(jì)與新措施研發(fā)中。
Actran仿真結(jié)果與測(cè)試對(duì)比
關(guān)于中國(guó)鐵設(shè)
中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)鐵設(shè)，原鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司），是中國(guó)鐵路總公司下屬唯一勘察設(shè)計(jì)企業(yè)，成立于1953年，是以鐵路、城市軌道交通、公路等工程總承包、勘察、設(shè)計(jì)、咨詢、監(jiān)理、項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)為主的大型企業(yè)集團(tuán)。
展開(kāi) 案例分享 | Actran在高速鐵路聲屏障降噪效果預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
在高鐵聲屏障設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用半解析公式計(jì)算聲屏障降噪量（插入損失），由于不能充分描述聲源和邊界條件信息，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果偏差較大，因此需要能夠模擬高速鐵路聲源特性、反映聲屏障吸聲系數(shù)、復(fù)雜幾何形式和聲學(xué)邊界條件的預(yù)測(cè)方法。
減振降噪實(shí)驗(yàn)室的胡文林博士表示：“在沒(méi)有使用Actran之前，我們很難將聲學(xué)研發(fā)融入到聲屏障設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)過(guò)程中用半解析公式計(jì)算只能驗(yàn)證一個(gè)點(diǎn)聲源或線生源的插入損失，不能計(jì)算復(fù)雜的幾何形狀和吸聲邊界，研究的產(chǎn)品也只限于直立式非吸聲屏障。”
注：插入損失指保持噪聲源、地形、地貌、地面和氣象條件不變情況下安裝聲屏障前后在某特定位置上的聲壓級(jí)之差，是描述聲屏障降噪量的指標(biāo)。
解決方案
在聲屏障降噪設(shè)計(jì)過(guò)程中仿真對(duì)象主要是高速鐵路輻射噪聲，需要建立大尺度、外場(chǎng)、寬頻域的模型。Actran 的無(wú)限元技術(shù)，二維模型分析技術(shù)，阻抗邊界定義，多聲源輸入，近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)分布云圖，模擬復(fù)雜幾何形狀和阻抗邊界等功能可以滿足這些需求。胡文林補(bǔ)充道：“除了無(wú)限元技術(shù)外，能夠模擬聲屏障復(fù)雜的形狀、吸聲邊界和頂部端頭的形式（彎折、帶有頂部干涉器）是我們選擇這款產(chǎn)品的主要原因。Actran能夠滿足產(chǎn)品研發(fā)和預(yù)測(cè)降噪的需求。”
仿真結(jié)果噪聲分布云圖
由于高鐵聲源的復(fù)雜性，在仿真模型中需要定義數(shù)量非常多的線聲源用來(lái)模擬分布在列車兩側(cè)和橋梁腹板外側(cè)的噪聲源。使用Actran的API語(yǔ)言可以方便的通過(guò)命令行或者腳本文件快速定義多聲源。
展開(kāi) Ansys Lumerical | 超透鏡設(shè)計(jì)案例分享第二部分：OpticStudio 中的整體透鏡設(shè)計(jì)
3、運(yùn)行腳本的stitch_nearfield_11um_lens.lsf“第2部分”，繪制遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果。
總體而言，拼接近場(chǎng)所產(chǎn)生的遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果與直接模擬結(jié)果在焦距、光斑大小和強(qiáng)度方面非常匹配。
對(duì)元原子的遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果求和
這相當(dāng)于近場(chǎng)拼接方法，但順序相反。在這里，我們首先從步驟2中構(gòu)建的近場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)構(gòu)建遠(yuǎn)場(chǎng)庫(kù)。然后，我們通過(guò)考慮其從原點(diǎn)的位置偏移產(chǎn)生的相移來(lái)總結(jié)每個(gè)納米棒的遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果的貢獻(xiàn)。該方法可以用數(shù)學(xué)形式描述如下：
1、運(yùn)行腳本sum_farfield_11um_lens.lsf
直接模擬和重建求和方式所獲取的遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果（在1 m半徑的半球內(nèi)）看起來(lái)十分匹配和吻合。
光場(chǎng)重建（使用OpticStudio中優(yōu)化后得到具有一定相位分布的鏡頭，半徑=100 um）
既然我們已經(jīng)通過(guò)將其結(jié)果與直接模擬的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了“光場(chǎng)重建”方法在小透鏡上的有效性，我們現(xiàn)在可以將其擴(kuò)展到更大的超透鏡設(shè)計(jì)中——其2D相位分布在OpticStudio中進(jìn)行了優(yōu)化（步驟1）。我們將在這里使用近場(chǎng)拼接方法。
1、運(yùn)行腳本stitch_nearfield_ZOS_R100um.lsf。
下圖顯示了拼接近場(chǎng)的相位，類似于步驟1中獲得的理想相位分布。腳本將重建的近場(chǎng)導(dǎo)出到.ZBF文件中，以便在下一步中在OpticStudio中進(jìn)一步傳播和驗(yàn)證。
在先前兩個(gè)部分的內(nèi)容中，我們主要討論具體步驟的前三個(gè)部分：在OpticStudio內(nèi)定義目標(biāo)相位分布以及如何進(jìn)行元原子仿真(基于FDTD或RCWA算法的高度和半徑掃描)，以及 OpticStudio 中的整體透鏡設(shè)計(jì)。
展開(kāi) 基于Abaqus的水下爆炸仿真
“總波”法爆炸點(diǎn)須位于水域模型的外部，且它可以考慮到空化效應(yīng)的影響，所以總波法比較適合模擬中遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸。在近場(chǎng)爆炸中，由于爆炸時(shí)間短，氣泡脈動(dòng)和空化產(chǎn)生的加載可以忽略，主要是考察沖擊波造成的結(jié)構(gòu)毀傷效應(yīng)，所以可以采用“散波”法進(jìn)行模擬。</p><p><br></p><p> </p><p><strong>有限元模型建立</strong></p><p>本文使用SolidWorks創(chuàng)建一艘簡(jiǎn)易的交通艇3D模型，并且創(chuàng)建半徑近似船半寬6倍的水域模型，以此模型分別采用“散波”法和“總波”法模擬炸藥在不同爆距下，交通艇毀傷情況。前處理采用HyperWorks對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，后續(xù)再導(dǎo)入Abaqus進(jìn)行設(shè)置和計(jì)算。船體的主要材料部分參數(shù)和炸藥的部分參數(shù)如下：</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/tV8UzuX5TdDTTmzNicrvt75tVgzFlsPBZjZFh3J5oHOY52vpU0FTtnUiaVMV0Gmicx98ia625HiaOxXtfSu5Drichib7g/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1"></p><p class="ql-align-center">圖1.
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