相干度分析的案例
[VirtualLab] 編程一個相干度探測器
摘要
平面上一個具有任意相干特性的電磁場，都可以被分解為相干和相互不相關的模態。在VirtualLab Fusion中，用戶可以訪問全矢量電磁場，通過可編程的探測器，可以根據探測器的偏差計算出探測器平面上的相干度。通過示例展示了如何分別計算 和 分量的復相干度。
1. 建模任務&結果
2. 文件和技術信息
擴展閱讀
How to Work with the Programmable Detector and Example (Minimumand Maximum Wavelengths)
Programming a Detector for Diffractive Optics Merit Functions Calculation
展開 TechWiz LCD 3D應用：利用非相干方法分析厚層
通過使用非相干層的功能，用戶可以更準確地來分析在多重反射作用下的透射/反射結果。
如果在在多重反射分析中存在一個厚層，則根據波長的不同，透射/反射圖會出現振蕩的形式。
多重反射結果
1. 建模任務
1.1對比是否使用非相干層功能的不同結果
1.2結構為簡單堆棧
結構
2. 建模過程
2.1在TechWiz Layout中創建結構
2.2進行相關參數設置
由于結構無液晶，相關電壓參數都設置為0.1ms
將Glass項的Incoherent選項設置為Yes，并設置其它仿真條件
設置Berreman路徑下的模式，其中每個選項的具體含義可以查閱軟件用戶手冊，或查閱訊技光電的書籍《TechWiz LCD 3D中文手冊》
2.3執行運算
3. 結果查看
3.1 查看結果，在Optics文件夾中，按下圖，將相關結果文件導入到TechWiz Viewer來查看
3.2 結果對比
（左）未使用“非相干層”功能 （右）使用了“非相干層”功能
展開 白光干涉相干性測量 - 在VirtualLab Fusion中利用分布式計算分析
多色光源與干涉測量裝置的一個位置掃描的反射鏡相結合，以執行詳細的相干測量。使用具有六個本地多核PC組成的網絡分布式計算，所得到的2,904個基本模擬的模擬時間可以從一個多小時顯著減少到不到3分鐘。
模擬任務
基本模擬任務
基本任務集合#1：波長
基本任務集合#2：反射鏡位置
使用分布式計算進行模擬
在本例中，在基本模擬任務中有兩個獨立的參數變化：
?光譜中的24個波長采樣
?121個不同反射鏡位置
? 總共2904個基本模擬任務
由于單個基本模擬(單個波長和反射鏡位置)只需要大約0.9秒，因此將一些基本模擬組合起來并在DC客戶端上模擬集合會更有效。因此，所有波長組合在一個單一的模擬(在光源中配置光譜)，帶有DC的Parameter Run用來建模不同的反射鏡位置。與在一次Parameter Run中建模所有2904個任務相比，此策略減少了不必要的開銷。
組合所有波長的基本任務
使用分布式計算
Parameter Run用于改變反射鏡位置，從而允許將各種迭代分發到網絡中的計算機。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡并配置可用計算機和客戶端的數量，然后像往常一樣啟動模擬，將數據傳輸到客戶端和收集結果都是自動完成的(與本地執行參數掃描的方式相同)。
基于分布式計算的模擬
模擬時間比較
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多色光源與干涉測量裝置的一個位置掃描的反射鏡相結合，以執行詳細的相干測量。使用具有六個本地多核PC組成的網絡分布式計算，所得到的2,904個基本模擬的模擬時間可以從一個多小時顯著減少到不到3分鐘。
模擬任務
基本模擬任務
基本任務集合#1：波長
基本任務集合#2：反射鏡位置
使用分布式計算進行模擬
在本例中，在基本模擬任務中有兩個獨立的參數變化：
? 光譜中的24個波長采樣
? 121個不同反射鏡位置
? 總共2904個基本模擬任務
由于單個基本模擬(單個波長和反射鏡位置)只需要大約0.9秒，因此將一些基本模擬組合起來并在DC客戶端上模擬集合會更有效。因此，所有波長組合在一個單一的模擬(在光源中配置光譜)，帶有DC的Parameter Run用來建模不同的反射鏡位置。與在一次Parameter Run中建模所有2904個任務相比，此策略減少了不必要的開銷。
組合所有波長的基本任務
使用分布式計算
Parameter Run用于改變反射鏡位置，從而允許將各種迭代分發到網絡中的計算機。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡并配置可用計算機和客戶端的數量，然后像往常一樣啟動模擬，將數據傳輸到客戶端和收集結果都是自動完成的(與本地執行參數掃描的方式相同)。
基于分布式計算的模擬
模擬時間比較
展開 
白光干涉相干性測量 - 在VirtualLab Fusion中利用分布式計算分析
[圖片]
邁克爾遜干涉儀中的相干測量——在VirtualLab Fusion中使用分布式計算進行分析
摘要
該用例將多色光源（24個波長）與邁克爾遜干涉儀設置中的反射鏡位置（121個位置）的參數掃描相結合。由此產生2904個基本模擬，其中每個模擬在標準計算機上只需不到一秒鐘的時間。
如果沒有分布式計算，整個集合需要46?分55?秒。在由六個本地多核PC組成的網絡中，分布式計算由25個客戶端執行，CPU時間減少到2?分50?秒。
基本仿真任務
基本任務集合：波長
基本任務集合：多重結構
使用分布式計算的集合仿真
對以下各項進行基本模擬：
?121種不同配置
?光譜中的24個波長采樣
——>基礎仿真任務2904項
由于單個基本模擬僅需約0.9秒，因此將所有波長組合在一個模擬任務中并通過使用分布式計算僅計算變化距離的結果更有效（121步）。這減少了不必要的計算。
使用分布式計算的集合模擬
模擬時間概述
文件信息
展開 邁克爾遜干涉儀中的相干測量——在VirtualLab Fusion中使用分布式計算進行分析
摘要
該用例將多色光源（24個波長）與邁克爾遜干涉儀設置中的反射鏡位置（121個位置）的參數掃描相結合。由此產生2904個基本模擬，其中每個模擬在標準計算機上只需不到一秒鐘的時間。
如果沒有分布式計算，整個集合需要46?分55?秒。在由六個本地多核PC組成的網絡中，分布式計算由25個客戶端執行，CPU時間減少到2?分50?秒。
基本仿真任務
基本任務集合：波長
基本任務集合：多重結構
使用分布式計算的集合仿真
對以下各項進行基本模擬：
?121種不同配置
?光譜中的24個波長采樣
——>基礎仿真任務2904項
由于單個基本模擬僅需約0.9秒，因此將所有波長組合在一個模擬任務中并通過使用分布式計算僅計算變化距離的結果更有效（121步）。這減少了不必要的計算。
使用分布式計算的集合模擬
模擬時間概述
文件信息
展開 邁克爾遜干涉儀中的相干測量——在VirtualLab Fusion中使用分布式計算進行分析
摘要
該用例將多色光源（24個波長）與邁克爾遜干涉儀設置中的反射鏡位置（121個位置）的參數掃描相結合。由此產生2904個基本模擬，其中每個模擬在標準計算機上只需不到一秒鐘的時間。
如果沒有分布式計算，整個集合需要46?分55?秒。在由六個本地多核PC組成的網絡中，分布式計算由25個客戶端執行，CPU時間減少到2?分50?秒。
基本仿真任務
基本任務集合：波長
基本任務集合：多重結構
使用分布式計算的集合仿真
對以下各項進行基本模擬：
?121種不同配置
?光譜中的24個波長采樣
——>基礎仿真任務2904項
由于單個基本模擬僅需約0.9秒，因此將所有波長組合在一個模擬任務中并通過使用分布式計算僅計算變化距離的結果更有效（121步）。這減少了不必要的計算。
使用分布式計算的集合模擬
模擬時間概述
文件信息
展開 構件結構可靠度對隨機變量的靈敏度分析
靈敏度分析
機械設計與制造工程-1997年 03期-構件結構可靠度對隨機變量的靈敏度分析.pdf
五自由度機械臂運動學分析（三轉動+兩移動自由度） ￥30
1正運動學分析
采用標準的D-h法進行機械腿模型分析：
D-h表如下
（2）通過（1）求解出機器人各位姿變換矩陣后，求解機器人手臂變換矩陣。通過matlab 計算，寫出機器人末端位置。
正運動學分析
根據D-H表規定得到如下變換矩陣為：
由此可得機器人相鄰兩關節位姿分別為：
所以，坐標系{4}相對于基坐標系的變換矩陣為：
相對于基坐標系的旋轉矩陣
位置矢量
根據DH參數求解變換矩陣的函數trans：
%輸入JD，即6個關節變量的值，求解正運動方程
function [ T ] = trans( theta, d, a, alpha )
T =[
cos(theta), -sin(theta)*cos(alpha), sin(theta)*sin(alpha), a*cos(theta);
sin(theta), cos(theta)*cos(alpha), -cos(theta)*sin(alpha), a*sin(theta);
0, sin(alpha), cos(alpha), d;
0, 0, 0, 1 ];
end
3機器人模型建立
所設計的機器人由多個連桿機構組成，其關節類型包括旋轉關節和移動關節兩種。
展開 機械零件可靠性分析的參數靈敏度分析
參數靈敏度分析
機械強度 2003年 06期-機械零件可靠性分析的參數靈敏度分析.pdf
在 COMSOL 中進行靈敏度分析
在 COMSOL Multiphysics? 軟件中進行靈敏度分析理解這種關系的一種方法。今天，我們將展示如何在一個承受彎曲和扭轉載荷的桁架塔中使用 COMSOL 軟件的靈敏度研究步驟進行分析。
什么是靈敏度分析？
如果你曾經對更改模型中某個參數的影響進行過研究，那么基本上你已經對該參數進行了靈敏度分析。這些參數可以是材料特性、載荷或幾何距離。在兩種情況下，對靈敏度進行研究很重要：
你需要描述響應對輸入數據的不確定性的敏感程度；例如，制造容差或材料特性
你需要更改參數來提高設計的性能，并希望找出最有效地實現目標的更改
顯然，如果參數擾動很大，響應的改變會更大，因此將所測量的任何變化除以參數擾動的大小，來獲得標準化的靈敏度測量值是有意義的。然后，再將這個歸一化的數字與以相同方式計算的其他參數的類似數字進行比較，假設這些參數在某種程度上是等效的并且具有相同的單位。
這種（或多或少通過手動進行的）靈敏度分析稱為前向差分分析 ，其計算成本與參數數量成正比。它最適用于參數數量較少的情況。然而，選擇參數擾動的大小可能有點棘手，因為它必須足夠大以避免數值噪聲，并且應足夠小以避免非線性效應。
你可以通過增加和減少參數來獲得所謂的中心差分來提高分析的準確性，如下圖所示。從計算的角度來看，這需要花費2倍的時間，因為你必須對兩個新的參數值而不是一個新值來評估模型。
在數學上，靈敏度可以看成是對一個或多個輸入參數的求導結果。上述我們討論的兩種方法是最常見的近似求導法。
可以使用靈敏度分析以及正向或中心差分相結合的方法來計算曲線的斜率。
然而，靈敏度分析是 COMSOL Multiphysics 中的內置功能，因此你無需自行擾動參數。你可以使用伴隨靈敏度分析來避免一些相關數值參數帶來的參數擾動，結果以單一線性解的代價來計算靈敏度。
展開 EMS中的浪涌抗擾度電路分析！
本文將從EMS從浪涌抗擾度的角度，分析設計電源的前級電路。
抗浪涌電路分析
EDA365電子論壇
如圖1所示，它通常用于小功率電源模塊EMC前級原理圖，FUSE為保險絲，MOV壓敏電阻，Cx為X電容，LDM為差模電感，Lcm為共模電感，Cy1和Cy2為Y電容，NTC熱敏電阻。其中Y電容.雖然共模電感的主要功能不是提高電路的浪涌抗擾程度，但它們間接影響了電路的設計。
圖1.常用EMC前級電路
對ACL與ACN兩者之間施加的浪涌電壓稱為差模浪涌電壓，差模路徑如圖中紅線所示；是的，ACL（或ACN）與PE兩者之間施加的電壓稱為共模浪涌電壓，共模路徑如圖藍線所示。
在設計抗浪涌電路之前，必須確定相應的電路“電磁兼容標準”，如IEC/EN61000-4-5（對應GB/T17626.5)規定了浪涌抗擾度的要求.試驗方法.試驗等級等。下面我們將根據本標準的規定來討論抗浪涌電路的設計。
當輸出開路時，浪涌電路產生1.2/50μs浪涌電壓，在短路時會產生8/20μs浪涌電流。
有效輸出阻抗為2Ω，因此，開路電壓峰值為XKV短路峰值電流為(X/2)KA。
展開 三自由度機械臂運動學分析+仿真 ￥40
具體程序編制如下：
Clear %情況matlab軟件的數據緩存，避免影響本次運行
Clc %清空運行窗口的數據
L(1) = Link( 'd', 0, 'a' , 0.292 , 'alpha', pi/2 ,'offset',0);
L(2) = Link( 'd', 0 , 'a' ,0 , 'alpha', pi/2, 'offset',pi/2);
L(3) = Link( 'd', 0.328, 'a' , 0 , 'alpha',0 ,'offset',0);%
robot = SerialLink(L, 'name' , '機械臂'); %建立三自由度模型
robot.teach; %畫出模型并進行調控
robot.display(); %顯示建立的機器人的DH參數
運行上述程序，即可得到機器人模型如圖 3-3
圖 33機器臂模型
運動空間分析
依據機器人三個自由度的運動范圍，采用三自由度機器人模型進行計算。
展開 參數化掃描——Comsol中的靈敏度分析功能
參數化掃描是Comsol中非常實用的一種功能，類似于Aspen中的靈敏度分析。它能對模型的多個變量同時進行求解，從而得出各參數對模型結果的影響，尋求最優的設計方案。
在不知道這個功能前，小編真的是靠著手動更改參數設置，然后再反復求解模型得出各個結果，而有了這個功能，我們就可以通過指定范圍來更改多個參數值！我們以Comsol管式反應器的case (multicomponent_tubular_reactor)為例一起來學習這個功能：
在全局定義的參數列表下即是我們可以作為參數化掃描的變量，比如我現在要研究改變進料溫度T0與冷卻劑進口溫度Ta0對仿真結果產生的影響。
首先，我們需要添加一個“參數化掃描”，可以通過功能區“研究”選項卡中的按鈕來添加，也可以從“模型開發器”窗口下的“研究”節點進行添加。
之后我們需要在“研究設置”中添加所需要研究的參數，在“參數值列表”中直接輸入一組值并輸入其單位，每個值用空格或英文逗號隔開。或者也可以通過指定參數的“范圍”來輸入一組值，“范圍”中提供了三種定義方法類型：“步長”、“值數”和“對數”。
這里需要注意的一點是，“掃描類型”下拉列表中有三個選項：“指定組合”、“所有組合”和“參數switch”。對于上圖中的指定組合，comsol將計算（263，302）、（273，312）、（283，322）三種工況，而對于所有組合，Comsol將計算所有9種組合情況：（263，302）、（263，312）、（263，322）、（273，302）、（273，312）、（273，322）、（2863，302）、（283，312）、（283，322）。
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