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Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現，進行了介紹。示例： 工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。

Ansys中采用三步法處理模態綜合問題：1、超單元的生成(Generation pass)；2、超單元的使用(Use pass)；3、超單元的擴展(Expansion pass)。 以往在Ansys經典界面下，完成CMS三步法有著嚴格的操作步驟，其過程極其繁瑣。

原文發布于optics.ansys.com翻譯整理：莎益博 | 董冠佑01 前言本文介紹了設計和模擬厘米尺度超透鏡的工作流程。我們將一系列不同直徑的納米尺寸等級單元(以下稱為納米單元)在Lumerical中建模，使用RCWA方法對每種直徑的納米單元進行分析，建立納米元素直徑以及其誘發的相位和振幅關系數據庫。

將左側圖中灰色部分縮聚為外部超單元，在對右側局部模型分析時，其原有的邊界位置的連接剛度等特性會通過外部超單元與此殘余結構的裝配分析而完整準確的予以保留。因此這種方法相對于方法二來說，會更加準確。 說明：圖片來源于[2]如果用戶對這個局部模型的網格進行了細化，可能會導致外部超單元所創建的縮聚點（或者外部連接點），與局部模型上的點不匹配。

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圖43、超彈體材料擬合流程 個人工作使用過的CAE軟件中，Abaqus相對于ANSYS在超彈體材料本構擬合中可以一次性擬合出多個本構模型曲線以方便觀察選擇比較，限于個人原因依舊以自己較熟悉ANSYS平臺對試驗數據進行超彈體材料曲線擬合基本流程進行說明，具體流程如圖5所示。

Ansys OpticStudio還可用于優化整個光學系統中超透鏡所需的波前，以便使用具有離散系數的函式（例如多項式）來定義目標相位。在本文中，我們針對的是半徑為10mm，焦距為300mm的球面透鏡。 請注意，將數值孔徑 (NA) 保持在合理的值非常重要。如果超透鏡被設計為相位變化很快的輪廓，則邊緣上的相位變化可能超出考慮納米單元的分辨率所能實現的范圍。

說明本案例的目的是設計一個由圓柱形納米棒組成的衍射超透鏡，人為調整納米棒的半徑和排列可以在超透鏡表面上產生所需的相位分布。該設計的近場和遠場分析在Ansys FDTD、RCWA（嚴格耦合波分析）和 OpticStudio中得到驗證。注意：在 Zemax 中進行進一步分析需要 OpticStudio 12 以上版本。

使用模態綜合法將整個模型的有限元縮聚為一個“超單元”。3、子結構可導出為.CPA文件，以使用這些超單元。這些超單元可用于模態、MSUP諧響應和隨機振動分析。模態疊加法MSUP模態疊加法可以使用按需擴展功能，允許使用分布式文件對結果進行后處理（將整體求解結果目錄減小一半），并“動態”評估壓縮部件結果（未生成擴展分析文件）。

圖1 聚焦超透鏡的相位曲線2、尋找對應的單元結構根據上圖的相位曲線在之前一節中掃描的相位結構中尋找與之對應的結構參數，例如在x=0μm的位置，其相位需要保持在0°，通過表格查找或者自動搜索，確認超透鏡單元的尺寸為l=0.15μm、w=0.15μm。

?支持非正交結構單元的仿真求解，可以實現更復雜光柵結構的快速仿真。 ?支持仿真結果一鍵導出成 *.json 文件用于LSWM模型的幾何光學耦合仿真。 2、超透鏡工作流優化?更快的 RCWA 模擬：支持分布式掃描計算。?支持處理直徑高達 25 毫米的超透鏡，性能提高 10-100 倍。?支持導出更輕的 GDS 文件用于生產制造。

圖1 力學模型圖2 基本單元圖3 彎矩圖3． 實例運用結合Maple語言與卡式定理，便可求解出任意超靜定次數的連續梁內力。以圖4所示的四次超靜定連續梁為例，簡要描述該求解器的使用方法。圖4 四次超靜定連續梁簡圖取該連續梁的基本單元如圖5所示。

當前，科研人員圍繞超透鏡開發了多元化應用場景，涵蓋光線聚焦、光學成像、生物傳感、偏振檢測及非線性效應產生等領域。在技術實現路徑上，可通過超表面單元的選型與陣列排布調控入射平面波前，進而達成光線會聚效果；也可基于幾何相位原理調整單元旋轉角度，實現對左旋與右旋圓偏振光的差異化調控；還能通過改變單元結構的尺寸參數調節相位，或采用多單元協同工作的模式滿足復雜需求。

例如，對于超透鏡，仿真可以幫助研究人員檢查元原子的位置和大小，以對光通過不同布局的衍射進行仿真。仿真可幫助設計人員分析由衍射光學元件調制時的場分布、遠場方向圖和波前變化。Ansys Lumerical套件、Ansys Speos軟件和Ansys Zemax OpticStudio軟件都可以對衍射光學元件進行仿真。

模擬了單HR陣列和單HR陣列三個SMR單元的傳輸損耗。測量了三個單HR陣列SMR單元和六個單HR陣列SMR單元的傳輸損耗。 測量了復合AMM的吸收和反射。 結論 總之，我們從理論和實驗上證明了由Mie諧振腔和亥姆霍茲諧振腔陣列組成的復合聲學超材料的聲衰減效應。