初始結構生成
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
初始結構生成的視頻教程
動態再結晶CA法編程基礎之初始晶粒生成
Matlab編程實現了熱變形下材料的動態再結晶行為模擬，本視頻是動態再結晶前半部分即初始晶粒生成部分配套視頻（大程序需要另行購買）。已購買大程序的同學需要此課程進一步學習的請私信，可以799的價格購買。價格折扣請私信。
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基于MIDAS Gen的張弦結構初始態和荷載態分析
主要介紹1.張拉力在midas Gen中的模擬方法，2.如何利用midas Gen確定張弦梁的張拉力，3.在模態分析時如何將張拉力貢獻的幾何剛度考慮進去
￥10 28分鐘 183播放
查看![[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結構網格生成實例](https://img.jishulink.com/cimage/688f8a0bdf23a34554bf3ca0965f45ad.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結構網格生成實例
(1)本次教程演示并詳細講解了使用Pointwise生成了NACA6412二維翼型黏性網格的整個過程，包括導入模型，建立分層，生成線網格、面網格，以及設置流場域和邊界條件，最后將導出的CAS導入Tecplot中進行查看。 (2)視頻內講解了操作過程中涉及到的Pointwise操作的方法和注意事項，包括結構面網格生成方法，面網格改進方法及相應注意事項。
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初始結構生成的實例教程
下文將展示幾個FTR技術應用的案例，并將生成的光學設計結果與生產信息進行權重整合。為此，采用最新研發的PanDao軟件 [3-5]對給定光學設計進行制造鏈建模與優化（實現最低制造成本與風險）。
2.實際約束條件下初始結構的生成
盡管FTR方法能夠兼容折射式與反射式表面（包括球面、非球面及自由曲面形態），但本文將聚焦于全球面透鏡設計的自動生成。第一個案例引用自文獻[6]的快速近紅外（NIR）鏡頭研究，作者從已知的六片式鏡頭結構出發，應用并比較了多種全局優化策略。該系統的規格與約束條件如下：前置光闌、100 mm焦距、f/1.5（入瞳直徑66.7 mm）、16°全視場、畸變≤5%（未公開，由本文設定）、總長≤181.5 mm、后焦距≥4 mm、NIR波段0.9-1.7 μm。文獻中通過Zemax中的“Hammer”優化方法獲得的平均RMS光斑尺寸約為55 μm，色差校正效果中等。基于同等規格與約束，我們采用自主研發的FTR初始透鏡生成器，在數分鐘內即創建出多個更加優質的設計方案。圖1展示了由FTR程序生成的五類不同透鏡系統的選擇。
圖1.FTR初始透鏡生成器產生的各種5L和6L系統
所有初始透鏡方案均展現出優異性能，平均RMS光斑尺寸介于60-90 μm。經快速優化后，可在短時間內將平均RMS光斑尺寸降至約30 μm，并實現色差的良好校正。后續將展示更多初始透鏡結構設計的案例，涵蓋雙遠心鏡頭到廣角成像系統。
3.集成制造可行性分析：“First Time Right’”與PanDao的協同
PanDao是近期研發的一款建模軟件工具，可讀取透鏡數據并確定最佳制造鏈，在考慮約360種制造技術的前提下實現制造成本與風險最小化。
展開 下文將展示幾個FTR技術應用的案例，并將生成的光學設計結果與生產信息進行權重整合。為此，采用最新研發的PanDao軟件 [3-5]對給定光學設計進行制造鏈建模與優化（實現最低制造成本與風險）。
2.實際約束條件下初始結構的生成
盡管FTR方法能夠兼容折射式與反射式表面（包括球面、非球面及自由曲面形態），但本文將聚焦于全球面透鏡設計的自動生成。第一個案例引用自文獻[6]的快速近紅外（NIR）鏡頭研究，作者從已知的六片式鏡頭結構出發，應用并比較了多種全局優化策略。該系統的規格與約束條件如下：前置光闌、100 mm焦距、f/1.5（入瞳直徑66.7 mm）、16°全視場、畸變≤5%（未公開，由本文設定）、總長≤181.5 mm、后焦距≥4 mm、NIR波段0.9-1.7 μm。文獻中通過Zemax中的“Hammer”優化方法獲得的平均RMS光斑尺寸約為55 μm，色差校正效果中等。基于同等規格與約束，我們采用自主研發的FTR初始透鏡生成器，在數分鐘內即創建出多個更加優質的設計方案。圖1展示了由FTR程序生成的五類不同透鏡系統的選擇。
圖1.FTR初始透鏡生成器產生的各種5L和6L系統
所有初始透鏡方案均展現出優異性能，平均RMS光斑尺寸介于60-90 μm。經快速優化后，可在短時間內將平均RMS光斑尺寸降至約30 μm，并實現色差的良好校正。后續將展示更多初始透鏡結構設計的案例，涵蓋雙遠心鏡頭到廣角成像系統。
3.集成制造可行性分析：“First Time Right’”與PanDao的協同
PanDao是近期研發的一款建模軟件工具，可讀取透鏡數據并確定最佳制造鏈，在考慮約360種制造技術的前提下實現制造成本與風險最小化。
展開 圖1.菲涅爾透鏡結構形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，接著界面會出現菲涅爾面型設計窗體如圖3。在此窗體表格內首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環形圈數，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進一步按“確定”按鈕即可自動算出該菲涅爾面的各環錐面傾斜角度值。
圖2.菲涅爾透鏡設計菜單
圖3.菲涅爾表面設計窗體
菲涅爾面的基底一般是平面，有時為了某種特殊用途也可以是球面，但這時的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設計方法與以上相同。
由圖3可以看出，OCAD 在對菲涅爾透鏡自動設計時可以嚴格把各環帶中點的光線匯聚于一點，但對于整個環帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環帶寬度，因為就每個環帶而言只是個平面光錐，只使光線轉折不能會聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點列圖如圖4。
圖4.菲涅爾透鏡光斑點列圖
圖5.菲涅爾透鏡光學零件圖
對帶有菲涅爾面型的光學系統（菲涅爾透鏡）設計完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數，如圖5所示。
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</div><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>可以發現初始結構上各反射鏡的位置與構想的位置較為接近，但是系統并沒有聚焦，所以我們使用搜索初始結構自動生成的優化宏對該結構進行一次初步的優化：</p><p><strong style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">評論留言可以獲得優化宏 </strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
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展開 憑借其衍射光學結構與多焦點設計，該類人工晶狀體能夠在單一鏡片中實現多焦成像，從而在遠、中、近不同視距下提供清晰視覺。衍射設計具備優異的色差補償能力與高光學效率，能夠在減少眩光與鬼影的同時提升視覺對比度與成像質量。在本案例中，將通過設計一個遠視距下的衍射式人工晶狀體，演示在 VLU 中的光學設計流程，包括初始結構生成、像質分析、評價函數定義，優化結果展示以及導出至VLF。
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在金屬材料、陶瓷及復合材料的微觀力學研究中，構建一個符合統計學特征的多晶代表性體積單元（RVE）往往是科研工作的第一步。
然而，傳統的建模方法往往面臨重重困難：使用商業軟件手動分割效率低下；利用專業建模軟件（如 Neper）雖然強大，但命令行操作和復雜的參數配置讓許多初學者望而卻步；而自編程序生成 Voronoi 鑲嵌模型，又難以精準控制晶粒尺寸分布和形狀統計特征。
有沒有一種工具，既能保證模型的科學性
OCAD：反射棱鏡的初始結構設計16天前
構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。
打入式斷續變焦光學系統的固定組就是一般定焦系統的物鏡，需要獨立矯正像差。活動組一般由正負兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時有兩種求解方法，一種是根據前活動組位置及后組位置先求出光線M1M2，很容易得到兩組份焦距值；
A) 會聚光路中打入型變焦系統設計
打入式斷續變焦系統還分為一次性打入式斷續變焦系統和多重轉換式斷續變焦系統兩種。一次性打入式斷續變焦系統只有打入或打出兩個變焦倍率。多重轉換式斷續變焦系統可以通過多組可打入組分輪番打入（打出）獲得多個變焦倍率。
1. 一次性打入式斷續變焦系統設計
打入（出）型斷續變焦系統結構比較簡單，在不需要連續變焦時一般采用這種結構形式。在活動組打出時使用固定組，系統焦點位置穩定，瞄準精度高。打入（出）型變焦系統的活動組可以在前
圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖
單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸。
設計完成后可做各種掃描仿真以及公差分析，幷給出公差分析曲線以確保設計的準確性。
在設計時，同樣在連續幾次選擇菜單后，在“系統基本數據”窗體內選擇“雙光楔掃描方式”后會出現對應窗體，在窗體上選擇掃描方式如“像方深度掃描”后，窗體形式如圖1。接著再在 “設計”菜單點擊“雙光楔掃描系統設計”出現右圖，利用圖中滾動條即可進行自動設計。
雙光楔式掃描系統是一種共軸式折射元件的掃描方式
雙光楔式掃描系統是一種共軸式折射元件的掃描方式。它利用雙光楔的共軸相對轉動連續改變組合楔角大小，獲得系統光軸連續擺動以實現系統掃描的一種掃描類型。該掃描方式由于利用折射的光楔元件，光楔楔角大小受一定限制，因此掃描范圍不宜過大。利用雙光楔掃描可以實現一維線性掃描，兩維平面掃描以及兩位圓周掃描。再利用系統軸向調焦，還可以實現三維立體掃描。當然系統可以是物方掃描或是像方掃描均可。
在設計時，同樣在連續幾次選擇菜單后
圖1.菲涅爾透鏡結構形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，
在本案例中，將通過設計一個遠視距下的衍射式人工晶狀體，演示在 VLU 中的光學設計流程，包括初始結構生成、像質分析、評價函數定義，優化結果展示以及導出至VLF。
案例說明
設計結果
設計結果如下，像質，系統規格、額外系統限制以及加工要求均滿足預期設計目標。
在本案例中，將通過設計一個遠視距下的衍射式人工晶狀體，演示在 VLU 中的光學設計流程，包括初始結構生成、像質分析、評價函數定義，優化結果展示以及導出至VLF。
