序列建模的案例
VirtualLab：多反射系統(tǒng)的非序列建模
非序列光學(xué)系統(tǒng)，特別是那些非序列性來自組件內(nèi)部多次內(nèi)部反射的系統(tǒng)，具有一系列特定的挑戰(zhàn)。將這樣的系統(tǒng)分解成一個順序等價的系統(tǒng)通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩(wěn)定的非序列建模策略可以在面臨此類任務(wù)時成為一個巨大的優(yōu)勢。
建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優(yōu)勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續(xù)系統(tǒng)中遵循的路徑進行初步分析，使用用戶控制的基于能量的標(biāo)準(zhǔn)來確定哪些路徑需要進一步遵循；這在具有無窮多條路徑的漸近配置中變得特別有用。授予用戶在系統(tǒng)中隨意打開和關(guān)閉通道的額外選項（例如，對于這個特定的元件界面，應(yīng)該只考慮前向傳輸嗎，還是向后反射也很有趣？）增強了方法的靈活性，使您能夠獲得盡可能準(zhǔn)確和快速的結(jié)果。
我們以兩種不同的場景為例演示了這一概念。首先，我們展示了赫里奧特池的情況，這是一種充滿弱吸收氣體的諧振器，其中大量的反射有助于準(zhǔn)確表征材料的吸收特性。其次，我們使用法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具來解析鈉雙光子。
赫里奧特池的建模
該用例顯示了用于氣體光譜的赫里奧特池的物理光學(xué)模擬，包括CO2演示。
Fabry-Pérot標(biāo)準(zhǔn)具對鈉D線的研究
在VirtualLab Fusion中，建立了一個帶有二氧化硅間隔標(biāo)準(zhǔn)具的光學(xué)計量系統(tǒng)來測量鈉D線。此外，還研究了實際涂層反射率的影響。
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非序列光學(xué)系統(tǒng)，特別是那些非序列性來自組件內(nèi)部多次內(nèi)部反射的系統(tǒng)，具有一系列特定的挑戰(zhàn)。將這樣的系統(tǒng)分解成一個順序等價的系統(tǒng)通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩(wěn)定的非序列建模策略可以在面臨此類任務(wù)時成為一個巨大的優(yōu)勢。
建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優(yōu)勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續(xù)系統(tǒng)中遵循的路徑進行初步分析，使用用戶控制的基于能量的標(biāo)準(zhǔn)來確定哪些路徑需要進一步遵循；這在具有無窮多條路徑的漸近配置中變得特別有用。授予用戶在系統(tǒng)中隨意打開和關(guān)閉通道的額外選項（例如，對于這個特定的元件界面，應(yīng)該只考慮前向傳輸嗎，還是向后反射也很有趣？）增強了方法的靈活性，使您能夠獲得盡可能準(zhǔn)確和快速的結(jié)果。
我們以兩種不同的場景為例演示了這一概念。首先，我們展示了赫里奧特池的情況，這是一種充滿弱吸收氣體的諧振器，其中大量的反射有助于準(zhǔn)確表征材料的吸收特性。其次，我們使用法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具來解析鈉雙光子。
赫里奧特池的建模
該用例顯示了用于氣體光譜的赫里奧特池的物理光學(xué)模擬，包括CO2演示。
Fabry-Pérot標(biāo)準(zhǔn)具對鈉D線的研究
在VirtualLab Fusion中，建立了一個帶有二氧化硅間隔標(biāo)準(zhǔn)具的光學(xué)計量系統(tǒng)來測量鈉D線。此外，還研究了實際涂層反射率的影響。
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展開 [NEWSLETTER] 多反射系統(tǒng)的非序列建模
非序列光學(xué)系統(tǒng)，特別是那些非序列性來自組件內(nèi)部多次內(nèi)部反射的系統(tǒng)，具有一系列特定的挑戰(zhàn)。將這樣的系統(tǒng)分解成一個順序等價的系統(tǒng)通常非常不方便，而且總是不切實際的。因此，擁有一個穩(wěn)定的非序列建模策略可以在面臨此類任務(wù)時成為一個巨大的優(yōu)勢。
建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion正是通過其手動通道配置模式提供了這優(yōu)勢，在該模式中，所謂的“光路查找器”對光在非連續(xù)系統(tǒng)中遵循的路徑進行初步分析，使用用戶控制的基于能量的標(biāo)準(zhǔn)來確定哪些路徑需要進一步遵循；這在具有無窮多條路徑的漸近配置中變得特別有用。授予用戶在系統(tǒng)中隨意打開和關(guān)閉通道的額外選項（例如，對于這個特定的元件界面，應(yīng)該只考慮前向傳輸嗎，還是向后反射也很有趣？）增強了方法的靈活性，使您能夠獲得盡可能準(zhǔn)確和快速的結(jié)果。
我們以兩種不同的場景為例演示了這一概念。首先，我們展示了赫里奧特池的情況，這是一種充滿弱吸收氣體的諧振器，其中大量的反射有助于準(zhǔn)確表征材料的吸收特性。其次，我們使用法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具來解析鈉雙光子。
赫里奧特池的建模
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我們以兩種不同的場景為例演示了這一概念。首先，我們展示了赫里奧特池的情況，這是一種充滿弱吸收氣體的諧振器，其中大量的反射有助于準(zhǔn)確表征材料的吸收特性。其次，我們使用法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具來解析鈉雙光子。
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新能源電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
2
論文所解決的問題及意義
（1）新能源中長期電量預(yù)測與時間序列建模
開展新能源電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬需要預(yù)測新能源中長期電量，并構(gòu)建符合新能源運行特性的出力時間序列。新能源中長期電量預(yù)測受氣候變化及局地特征對發(fā)電的影響，技術(shù)難度高，國內(nèi)外尚未開展；其出力序列隨機波動形態(tài)復(fù)雜，時序模擬尤為困難。
團隊提出了歷史發(fā)電序列變化規(guī)律挖掘與風(fēng)光資源氣候態(tài)預(yù)報結(jié)果深度學(xué)習(xí)相結(jié)合的中長期電量熵權(quán)組合預(yù)測方法；提出了基于SOM聚類和波動過程轉(zhuǎn)移的風(fēng)電時間序列建模方法以及基于凈空確定性和天氣特征不確定性的光伏發(fā)電時間序列建模方法。采用28個省級及以上新能源運行數(shù)據(jù)驗證了所提方法的有效性和優(yōu)越性。
圖1 風(fēng)電出力時間序列建模方法
圖2 光伏出力時間序列建模方法
（2）新能源電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬建模與快速求解
開展電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬需要準(zhǔn)確模擬電網(wǎng)運行方式，且計算時間需滿足工程應(yīng)用要求。省級電網(wǎng)平衡范圍大，源、網(wǎng)、荷、儲元件數(shù)量多，建立滿足電力系統(tǒng)實際運行工況的生產(chǎn)模擬模型并實現(xiàn)快速計算難度極大。
團隊建立了基于火電機組啟停多狀態(tài)聚合、水電站時序多周期電力電量約束、抽蓄和電化學(xué)儲能多運行狀態(tài)模擬、可調(diào)負(fù)荷電力電量縱橫轉(zhuǎn)移約束的時序生產(chǎn)模擬模型，提出了變量空間等價映射的非線性約束線性化和優(yōu)化模型逐周分解方法，實現(xiàn)了省級電網(wǎng)運行方式的快速準(zhǔn)確模擬。
圖3 新能源電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬模型
（3）多區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)生產(chǎn)模擬建模
實現(xiàn)新能源大范圍消納需要大電網(wǎng)互聯(lián)互濟。我國跨省跨區(qū)交直流網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行方式多變，且電力系統(tǒng)運行邊界條件互相耦合，交直流大電網(wǎng)生產(chǎn)模擬準(zhǔn)確建模和快速求解難度大。
展開 MBSE建模學(xué)習(xí)之五：交互和序列圖
組合片段（CombinedFragment）
除了上述序列圖中的常用元素，對于復(fù)雜的行為過程，包括循環(huán)、并行、可選等，可以通過一個“組合片段”（CombinedFragment）來表示。
組合片段有多種操作類型。其中常用的如下：
可選（opt）：代表一系列可選的事件，如果條件（稱為守衛(wèi)）成立，那么就會在交互的執(zhí)行過程中發(fā)生。相當(dāng)于程序語言中的“if”條件語句
備選（alt）：代表兩個或多個可替換的系列事件，他們會在交互的一次執(zhí)行中發(fā)生。其中只能有一個條件為真的事件發(fā)生。相當(dāng)于編程語言的“if..else if..else..”語句。
循環(huán)（loop）：代表一系列事件，只要條件成立，可以在交互的一次執(zhí)行過程中發(fā)生多次。
并行（par）:代表兩個或多個系列的事件，他們會在交互的執(zhí)行過程中并行進行。
其它操作符，請參考MBSES軟件的在線手冊。（請關(guān)注“智睿思維MBSE”公眾號，可以隨時查看在線幫助手冊）
狀態(tài)不變量（StateInvariant）
包含一個約束條件，這個約束條件是對生命線的屬性、當(dāng)前范圍的變量，或者一個狀態(tài)的值進行約束。在約束條件滿足的時候，繼續(xù)下面的過程。
狀態(tài)不變量有兩種表示方式。一種是包含約束表達(dá)式的一個文本框（如下面的序列圖案例中所示）；另一種是像一個狀態(tài)機圖中的狀態(tài)一樣的表示方式，中間是一個狀態(tài)的名稱。這個狀態(tài)對應(yīng)生命線的一個狀態(tài)（這個狀態(tài)應(yīng)該也有一個“狀態(tài)不變量”的約束屬性，表示當(dāng)對象處于這個狀態(tài)時，某個屬性保持不變，所以這個約束才稱為“狀態(tài)不變量”，例如“{狀態(tài)==工作}”表示工作狀態(tài)的約束）。
序列圖案例
我們還是看一個應(yīng)用了組合片段的序列圖案例。這個案例是我們在“MBSE建模學(xué)習(xí)之四：活動（Activity）及活動圖”中所舉案例“執(zhí)行霍曼轉(zhuǎn)移”活動的序列圖表示方式。霍曼轉(zhuǎn)移的原理見這篇文章。
展開 非序列建模標(biāo)準(zhǔn)具和FABRY-PéROT諧振器
VirtualLab Fusion的非序列場追跡技術(shù)能夠精確建模完全不同類型的標(biāo)準(zhǔn)具，無論是結(jié)合高反射膜層的平面或曲面。此外，物理-光學(xué)建模方法自動包含矢量效應(yīng)，因此允許研究偏振效應(yīng)對干涉圖樣的影響。
光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)具用于各種應(yīng)用，例如在光譜學(xué)和激光諧振器領(lǐng)域。標(biāo)準(zhǔn)具的基本結(jié)構(gòu)僅僅包括一對平面平行的透明板，并可以形成一個眾所周知的Fabry-Pérot諧振器，它通常用于光譜和/或角度選擇。
[NEWSLETTER] 基于干涉的光學(xué)測試系統(tǒng)
為了幫助光學(xué)工程師完成這項任務(wù)，快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion提供了一系列工具，包括系統(tǒng)中的衍射和非序列建模。
隨著新版本2023.1的發(fā)布，我們還提供了一種新的探測器概念，允許用戶直接根據(jù)場信息計算可能感興趣的任何物理量。為了了解所有這些工具的是如何工作的，我們展示了以下兩個示例。在第一個例子中，使用高NA物鏡檢查非對稱微結(jié)構(gòu)晶片，而在第二個例子中我們使用不同形狀的測試表面顯示了來自經(jīng)典斐索干涉儀的輻照度圖案。
用于微結(jié)構(gòu)晶片檢測的光學(xué)系統(tǒng)
該用例顯示了高NA晶片檢測系統(tǒng)的快速物理光學(xué)模擬，該系統(tǒng)通常用于半導(dǎo)體工業(yè)中檢測晶片上的缺陷。
光學(xué)檢測用的斐索干涉儀
借助非連續(xù)場追跡技術(shù)建立了斐索干涉儀，并顯示了來自幾個不同測試表面的干涉條紋。
展開 VirtualLab：平面和曲面標(biāo)準(zhǔn)具的建模
利用VirtualLab Fusion的非序列場追跡技術(shù)，分析了多種結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)具，研究了輸出干涉條紋的差異，包括偏振效應(yīng)。
建模任務(wù)
標(biāo)準(zhǔn)具
非序列建模的通道系統(tǒng)
a）平行平面 - 平面表面
b）傾斜平面 - 平面表面
c）柱面 - 平面表面
d）球面 - 平面表面
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
延伸閱讀
-用標(biāo)準(zhǔn)具檢查鈉D線
-用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜測量相干性
-表面和光柵區(qū)域的通道配置
[NEWSLETTER] 用于光鑷的Ince高斯光束
在快速物理光學(xué)建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion中，Ince高斯光源允許用戶輕松配置自定義Ince高斯模式，并用作其系統(tǒng)的光源。將此光源與非序列建模方法相結(jié)合，我們演示了Chu等人所提出系統(tǒng)的完整模擬。下面還有一份詳細(xì)的文件，描述Ince高斯光束光源的功能和用法。
高斯光束產(chǎn)生渦旋陣列激光束的觀測
本文介紹了由Chu等人首次提出的使用嵌入Dove棱鏡的非平衡馬赫-澤德干涉儀，產(chǎn)生渦陣列激光束的方法[Opt. Express 16, 19934-19949 (2008)]。
Ince高斯模式
Ince高斯模式構(gòu)成了傍軸波動方程的附加解。本用例演示了Ince高斯模式光源的功能，該功能可用于在光學(xué)系統(tǒng)中包含這些模式。
展開 OpTaliX | 非序列表面
在非序列模型中，以光線遇到表面的順序（而不是它們進入的順序）追跡光線。以下案例說明需要非序列建模的光學(xué)系統(tǒng)。
視窗：邊緣附近的光線在窗口外表面之間經(jīng)歷多次反射（由于全內(nèi)反射）。它們不穿過透鏡，因此，實際上會遮擋一部分光圈。
光導(dǎo)管：光線路徑（即表面相交的順序）根據(jù)物體的位置和光線方向而變化。
氣泡：固體玻璃中包含的球形氣泡。軟件將自動檢測全內(nèi)反射（TIR）條件。
折射八角形：形成具有空心內(nèi)部八角形結(jié)構(gòu)的八角形的一系列平面表面。
該模型假定平行光線以特定角度進入。入射光線是由八角形晶面的折射和全內(nèi)反射（TIR）形成的。
如果您需要了解更多 OpTaliX 軟件相關(guān)信息，請點擊文末“閱讀原文”咨詢。
關(guān)于聯(lián)合光學(xué)
聯(lián)合光學(xué)科技有限公司是一家專業(yè)的光學(xué)產(chǎn)品與軟件研發(fā)、銷售及技術(shù)咨詢服務(wù)的公司。涉及領(lǐng)域包括幾何光學(xué)，物理光學(xué)等方面的模擬和仿真，已蛻變?yōu)橐患覈H化的高科技專業(yè)技術(shù)服務(wù)公司。為廣大客戶提供全方位的光學(xué)軟件產(chǎn)品服務(wù)和專業(yè)化的軟件課程培訓(xùn)。
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在非序列模型中，以光線遇到表面的順序（而不是它們進入的順序）追跡光線。以下案例說明需要非序列建模的光學(xué)系統(tǒng)。
視窗：邊緣附近的光線在窗口外表面之間經(jīng)歷多次反射（由于全內(nèi)反射）。它們不穿過透鏡，因此，實際上會遮擋一部分光圈。
光導(dǎo)管：光線路徑（即表面相交的順序）根據(jù)物體的位置和光線方向而變化。
氣泡：固體玻璃中包含的球形氣泡。軟件將自動檢測全內(nèi)反射（TIR）條件。
折射八角形：形成具有空心內(nèi)部八角形結(jié)構(gòu)的八角形的一系列平面表面。
該模型假定平行光線以特定角度進入。入射光線是由八角形晶面的折射和全內(nèi)反射（TIR）形成的。
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在非序列模型中，以光線遇到表面的順序（而不是它們進入的順序）追跡光線。以下案例說明需要非序列建模的光學(xué)系統(tǒng)。
視窗：邊緣附近的光線在窗口外表面之間經(jīng)歷多次反射（由于全內(nèi)反射）。它們不穿過透鏡，因此，實際上會遮擋一部分光圈。
光導(dǎo)管：光線路徑（即表面相交的順序）根據(jù)物體的位置和光線方向而變化。
氣泡：固體玻璃中包含的球形氣泡。軟件將自動檢測全內(nèi)反射（TIR）條件。
折射八角形：形成具有空心內(nèi)部八角形結(jié)構(gòu)的八角形的一系列平面表面。
該模型假定平行光線以特定角度進入。入射光線是由八角形晶面的折射和全內(nèi)反射（TIR）形成的。
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在非序列模型中，以光線遇到表面的順序（而不是它們進入的順序）追跡光線。以下案例說明需要非序列建模的光學(xué)系統(tǒng)。
視窗：邊緣附近的光線在窗口外表面之間經(jīng)歷多次反射（由于全內(nèi)反射）。它們不穿過透鏡，因此，實際上會遮擋一部分光圈。
光導(dǎo)管：光線路徑（即表面相交的順序）根據(jù)物體的位置和光線方向而變化。
氣泡：固體玻璃中包含的球形氣泡。軟件將自動檢測全內(nèi)反射（TIR）條件。
折射八角形：形成具有空心內(nèi)部八角形結(jié)構(gòu)的八角形的一系列平面表面。
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展開 為什么要使用OpTaliX ?! ——實際案例(一）
——實際案例(一）
實際案例（一）——01 非序列表面
在非序列模型中，以光線遇到表面的順序（而不是它們進入的順序）追跡光線。以下案例說明需要非序列建模的光學(xué)系統(tǒng)。
圖片1
視窗：邊緣附近的光線在窗口外表面之間經(jīng)歷多次反射（由于全內(nèi)反射）。它們不穿過透鏡，因此，實際上會遮擋一部分光圈。
圖片2
光導(dǎo)管：光線路徑（即表面相交的順序）根據(jù)物體的位置和光線方向而變化。
圖片3
氣泡：固體玻璃中包含的球形氣泡。軟件將自動檢測全內(nèi)反射（TIR）條件。
圖片4
折射八角形：形成具有空心內(nèi)部八角形結(jié)構(gòu)的八角形的一系列平面表面。
該模型假定平行光線以特定角度進入。入射光線是由八角形晶面的折射和全內(nèi)反射（TIR）形成的。
實際案例（一）——02 表面光圈
可以透過組合基本孔（圓形，矩形，橢圓形）來構(gòu)造復(fù)雜的孔徑。每個基本孔徑都可以透射或遮擋。“或’’運算符可以將多達(dá)10個基本光圈進行邏輯組合，并分配給每個表面。所有的孔可以偏心并旋轉(zhuǎn)。
多邊形光圈
多邊形光圈可以定義復(fù)雜和非尋常的光圈。多邊形不必是凸面的，并且可以允許任何形狀，如下圖所示。唯一的條件是必須將它們封閉，即最后一個頂點與第一個頂點相同。下圖通過相應(yīng)表面上的光線相交圖案指示了表面上的使用區(qū)域。也可以從檔中讀取具有許多頂點（最多50個）的復(fù)雜多邊形，并將其直接關(guān)聯(lián)到曲面。
Complex polygons with many vertices (up to 50) can also be read in from a file and directly associated to a surface.
實際案例（一）——03 漸變折射率（GRIN）
徑向，軸向和混合漸變的漸變折射率光線。
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