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Ansys-HFSS在DMTL移相器设计与仿真中的应用
随着5G发展,相控阵天线被广泛应用于高增益、高效率、多波束的天线系统。在相控阵天线通过移相器可以将辐射波束扫描到不同方向。 为了提高相控阵系统的整体性能,尤其是在发射信道中,要求移相器具有低损耗、宽带、低功耗、体积小、功率处理能力强的特点。因此,分布式MEMS传输线(DMTL)移相器被认为是满足这些要求的潜在解决方案。 01PART 摘要 在本研究中...
ANSYS-WB单元积分技术:解决剪切自锁问题
先来看个例子一个悬臂梁,左端固定,右端施压,求变形的问题。 已知材料弹性模量E=200GPa=2e5 MPa,压力F=500N,杆长L=100mm,杆截面为矩形,厚h=10mm,宽b=10mm,求变形WB。 翻出吃了多年灰的材料力学,查到公式为: I为横截面惯性矩,对于矩形 则梁的变形为: 下面在Workbench静力学中计算这个案例。 Step1 建立算例与模型。 过程略...
ANSYS复合材料分析:全方位解决方案探索
现代高科技的发展离不开复合材料,复合材料对现代科学技术的发展,有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。 现阶段,我国复合材料行业面临一个新的大发展时期,如城市化进程中大规模的市政建设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建设、大飞机项目等。在巨大的市场需求牵引下...
ANSYS Workbench瞬态热分析案例:电子枪加电预排
问题描述: 这章主要介绍电子枪通电加热到 1050℃ 需要时间;断电整个过程电子枪各部件温度与时间的关系;阴极温度降为 200℃ 左右需要时间。 1. 电子枪仿真模型及前期设置 枪的简化模型:如图 1,模型主要包括控制极、控制极支撑件、外热屏、阴极支撑筒定位件、镍管、内热屏、阴极饼、钼筒、热丝及大枪壳等等。 图 1 枪有限元模型 网格设置: 有限元各部件网格大小及设置方法,模型划分网格后如图 2。
ANSYS Workbench实战:轮-轨接触的有限元分析之旅
1.问题描述 如图所示给出了轮-轨接触模型,该模型由圆形钢质轮和钢质平板组成,轮和轨道的材料都为结构钢。完全固定约束轨道底面,在钢质轮子的内孔施加运动副载荷,包括垂直压力1000N和旋转速度,旋转速度在0到1s之间由0RPM加速到100RPM,摩擦系数为0.1。 2.软件的基本设置方法 启动Workbench,双击Workbench工具箱中的用户系统Transient Structural...
ANSYS单元刚度计算方法解析与应用教程
增强应变公式 (又名不协调模式)假设应变给低阶四边形/六面体单元添加内部自由度。位移梯度张量用附加的‘增强’项修正, 因此得名“增强应变”。该方法仅适用于低阶单元,采用完全积分算法,不会产生沙漏。如图1和2给出了SOLID185和PLANE182的增强应变设置方法。 图1 SOLID185增强应变设置方法 图2 SOLID182增强应变设置方法 接近矩形时单元表现最好,另一方面,梯形时表现不好...
体育馆网壳结构的ANSYS有限元深度剖析
一、写在前面 网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构,系以杆件为基础,按一定规律组成网格,按壳体结构布置的空间构架,它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。网壳结构具有结构形式多样、造型美观等诸多优点,是一种一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构...
Ansys Fluent在新能源汽车流体仿真中的应用
“在过去的几年里,汽车产业一直蓬勃发展,并在许多方面经历着本质的、革命性的变化。提高电池续航能力、减少环境污染是政府、行业市场和消费者共同的要求。然而,随着电动汽车的类型,款式和技术的演变,消费者的需求也在不断的变化,对汽车在电耗、安全性、舒适性、经济性、方面的要求也在不断提高。热管理性能以及NVH常用来评价新能源汽车舒适性、安全性的指标,并且受到越来越多消费者的重视...
Ansys Workbench Mechanical应用进阶(中):分析求解设置详解
对于结构静力学中的简单线性问题,不需要对其设置,但是对于复杂的分析需要设置一些控制选项。分析设置是在Mechanical分析树的Static Structural下的Anslysis Settings细节设置中。 载荷步控制 求解器控制 转子动力学控制 重启控制 非线性控制 输出控制 分析数据管理 本文主要对载荷步控制、求解器控制、重启控制、非线性控制、输出控制、分析数据管理进行介绍...
ANSYS在管道振动模态分析中的应用实例
在生产实践中,管道的强烈振动会使管路附件尤其是管道的连接部位、管道与附件的连接部位和管道与支架的连接部位等处发生磨损松动,在振动所产生的交变应力作用下导致疲劳破坏,从而发生管线断裂、介质外泄,甚至引起严重的生产事故,给生产和环境造成严重危害。因此,对出现强烈振动的管道,分析其产生原因并给出相应的减振措施,具有重大的经济效益和社会效益。 本文以注水系统配注管线的剧烈振动为例...
Ansys Workbench工程实例之——实体单元静力学分析
相对于简化单元,实体单元更直观,能计算局部应力集中,但是也对计算资源消耗更大,所以对三维模型分析的重点就是对模型及边界条件的简化。 1 对称简化 使用对称简化前需要满足3个条件: 模型对称; 材料对称; 边界(含接触、约束、载荷等)条件对称。 对称问题包括轴对称和面对称,轴对称已经在平面单元中详细介绍过来,以下主要介绍面对称。 实例1:1/4对称模型分析:如下图桌子放一立方体重物,材料均为结构钢,
ANSYS CFD 2023R1新特性:嵌入式扫参便捷性提升
以前参数扫描工作一般需要通过Fluent创建好input和output parameters然后转到Workbench平台或者利用scripting,现在的CFDers可以直接在Fluent GUI中进行多工况扫参以及增强的对比报告,将parameters完美地揉进Fluent里,亲身体验测试下来,感觉是香的不要不要的。话不多说...
Ansys一体化仿真平台赋能芯片封装创新
随着半导体工艺的不断缩小,晶体管中原子数量越来越少,物理极限制约着工艺的进一步发展。2.5D/3D IC先进封装技 术通过堆叠2D芯片,并在3D方向进行连接,有望进一步提升芯片集成密度,并且显著减小互联延时和互联密度,挖掘系统的性能潜力,系统的功耗也得以降低。2.5D/3D IC 封装提供了比以往都要灵活的方法,把不同技术集成电路进一步的集成...
ANSYS EMA3D Plus 2024R1:非圆形多导体传输线横截面
电缆布线从 Mechanical CAD 自动分配给 3D 电缆 • 控制电子接口连接的电缆数据库软件(通常称为接线图)通常不包括电缆的三维 (3D) 布线...
Ansys Zemax 全息光波导模拟-赋能AR系统创新
简介 AR 是一种允许屏幕上的虚拟世界与现实场景结合并交互的技术。 本文演示了如何继续改进在文章模拟 AR 系统中的全息光波导:第一部分中的系统。 优化系统 从第一部分文章的优化得到的最后系统开始优化,我们需要进一步提高其光学性能。首先,让我们收紧规格参数: 设置入瞳直径 = 4 mm 放大 FOV 到 +/- 8度 使波导薄于6 mm,如下所示 这时,你会发现当我们试图收紧设计参数时...
Ansys Zemax 手机镜头光机械封装实战-OpticsBuilder助力
简介 在OpticStudio中优化光学系统后,通过Prepare for OpticsBuilder工具将系统转换为.ZBD文件。 当光学系统通过 Prepare for OpticsBuilder 工具被转换为.ZBD文件时有几点需要考虑。首先,由于 OpticsBuilder 的光线追迹工具是基于 OpticStudio 的非序列光线追迹引擎,因此序列光学系统首先应转换为非序列系统...
Ansys Fluent GEKO模型标定新特性-基于伴随优化
本期带来Fluent伴随优化GEKO湍流模型标定案例,该案例以2.5D S805翼型升力预测为例,可在攻角角度小范围变化的情况下,使用神经网络(Neural Network)训练结果计算流场以期得到较好的预测精度。 GEKO湍流模型标定在Fluent 2022R1之后为正式功能,用户可以在Gradient-Based Optimizer下可直接选用,本文的案例使用2022R1版本制作...
优化大功率激光系统:Ansys Zemax STOP分析指南
大功率激光器广泛用于各种领域当中,例如激光切割、焊接、钻孔等应用中。由于镜头材料的体吸收或表面膜层带来的吸收效应,将导致在光学系统中由于激光能量吸收所产生的影响也显而易见,大功率激光器系统带来的激光能量加热会降低此类光学系统的性能。为了确保焦距稳定性和激光光束的尺寸和质量,有必要对这种效应进行建模。在本系列的 5 篇文章中,我们将对激光加热效应进行仿真,包括由于镜头材料温度升高而引起的折射率变化,
CAESES参数化建模工具在ANSYS Workbench的应用实践
摘要 流体与结构仿真中往往需要对复杂几何体进行参数化定义,并进行一定的模型预处理,这其实是十分困难的。然而也正是因为这一原因,在过去的十年时间里,CAESES获得了很大程度的发展。 CAESES是由FRIENDSHIP SYSTEM公司开发的一款CAE软件平台,其内置的参数化CAD内核面向用于仿真的几何体,该软件可以保证简单且高鲁棒性地进行几何变形。不论CAD模型是由外部导入...
四大强度理论及其在ANSYS中的应用解析
材料力学中存在四种强度理论,即更大拉应力理论、更大伸长线应变理论、更大切应力理论及形状改变比能理论。 一、强度理论 第一强度理论:第一强度理论又称为更大拉应力理论。其理论依据为当作用在构件上的外力过大时,其危险点处的材料就会沿更大拉应力所在截面发生脆断破坏。其表述是材料发生断裂是由更大拉应力引起,即更大拉应力达到某一极限值时材料发生断裂...
Ansys Speos新突破:GPU加速计算速率提升策略
前言 Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 计算功能,相比于 CPU 计算,相同HPC32配置,高性能显卡在仿真计算中将会更显计算优势,在仿真数据量大、材料属性复杂、光源种类多的条件下,Speos 视觉模拟会消耗更多仿真计算时间。当模拟参数设置偏差,或者视野选择不准确,重新模拟耗费的时间会很长,GPU 同样提供实时预览 preview 功能...
Ansys Zemax优化指南:TrueFreeForm面网格自由曲面优化
在这篇文章中,我们将演示如何使用 OpticStudio 的 TrueFreeForm 面,设计AR/VR设备中的人眼追迹系统(eye-tracking subsystem),这个系统通常位于装置的楔形透镜结构中。此外,为了完成子孔径(sub-aperture)矢高(sag)的优化,我们会透过优化 TrueFreeForm 面的网格矢高(grid-based sag)以达成目标。在优化的过程中...
Ansys Zemax建立增强现实头戴式显示器模型
增强现实(AR)系统为多道光路的架构和自由曲面(free-from optics)的使用提供了良好的示范。这篇文章说明了如何在序列模式中,使用楔形棱镜(wedge-shaped prism)和自由曲面建立头戴式显示器(HMD)。我们将以三个范例档案演示不同阶段的模型建立。 简介 在设计一个增强现实(augmented reality, AR)透视头戴式显示器(OST-HMD)时...
Ansys Zemax为离轴反射镜增加相位表面技巧
简介 在OpticStudio中,有多种表面可以用于启用相位延迟功能。其中,Zernike标准/条纹相位面(Zernike Standard/Fringe Phase surfaces)是利用Zernike多项式来实现的,而网格相位面(Grid Phase surface)则是基于定义点的网格创建的。这两种方法各具特色,因为Zernike表面能够模拟不规则性...
Ansys Lumerical单行载流子光电探测器仿真技巧
综述 在本例中,我们将研究混合硅基光电探测器的各项性能。单行载流子(uni-traveling carrier,UTC)光电探测器(PD)由InP/InGaAs制成,其通过渐变耦合的方式与硅波导相连。在本次仿真中,FDTD模块将分析光电探测器的光学响应,CHARGE模块将分析器件的电学特性。 背景 光电探测器的主要作用是将光信号转换为电信号,以解码出加载到光信道上编码的信息...
Ansys Zemax自由曲面设计可制造性保障策略
本文专门介绍使用单点金刚石车床加工自由曲面的主要可制造性参数,解释了可制造性参数如何与仪器参数相关联,并展示了如何在 OpticStudio 中检查和控制这些可制造性参数。此外,还解释了如何处理其考察区域外的自由曲面的行为。例如,使用塑料自由曲面透镜(Alvarez透镜元件)等。 表面参数控制 镜头加工中需要进行控制的表面参数将取决于加工方法和设备...
Ansys Zemax光学相干层析成像系统模拟指南
光学相干层析成像(OCT)系统是断层成像系统,它通过图像反射或散射出来的光来获取被测物体横截面或三维图像。本文讲述了光学相干层析成像(OCT)系统的设计,并探讨了如何使用OpticStudio进行相干模拟。 简介 光学相干层析成像(OCT)系统是断层成像系统,它通过图像反射或散射出来的光来获取被测物体横截面或三维图像。尽管光线在OCT中穿透的深度以毫米数量级计量...
Ansys Zemax构建二向分色分光镜的详细步骤
分光镜(Beam splitter)可被运用在许多不同的场合。一般而言,入射光抵达二向分色分光镜(dichroic beam splitter)时,会根据波长的差异产生穿透或反射的现象。这篇文章将说明如何在OpticStudio的非序列模式(non-sequential mode)中建立二向分色分光镜,以及如何根据需求自订镀膜结构以产生分光表面。 简介 作为一个常见的光学元件...
Ansys Zemax高阶激光光束模拟在OpticStudio中的实践
本文描述了OpticStudio中可用于描述高阶激光束的模型。一旦定义,这样的光束可以在OpticStudio中使用物理光学传播设计的任何光学系统中传播。由矩形、圆形和椭圆形增益孔径的激光腔产生的光束可以用可用的Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian和Ince-Gaussian光束模型来描述。 简介 一般来说,激光的输出可以通过求解傍轴波动方程得到...
掌握Ansys Zemax光谱仪设计技巧——实战应用篇
光谱学是一种无创性技术,是研究组织、等离子体和材料的最强大工具之一。 本文介绍了如何使用市售的光学元件来实现透镜-光栅-透镜(LGL)光谱仪。进行光谱仪的设置,并对其设计进行改进和优化。 简介 本文介绍如何使用市售的光学元件实现透镜-光栅-透镜(LGL)光谱仪,以及如何在像差和性能方面对其进行优化。本文基于文章 “如何构建光谱仪——理论依据” 中所介绍的LGL光谱仪的基础知识...
ANSYS Fluent后处理技巧:图表制作与数据分析
一、简单图表 1、计算完成后,点击Data File Quantities,选择附加数量,摩擦系数等,保存后进入CFD-Post。 2、首先创建要分析的线、面 3、选择“Insert Chart”,切换到数据系列选项卡,进行X,Y的设置 二、绘制无量纲速度剖面 1、创建非维变量:切换到表达式选项卡,右击插入新表达式, 2、在下面的细节窗口,若使速度变为无量纲量...
ANSYS Fluent UDF环境搭建指南:自定义功能实现
一定有很多小伙伴出现过Fluent安装完毕,信心满满准备开始加载自己的UDF,准备完成自己的算例,结果UDF只能build,load的时候就会出现什么unparalell on this platform,这是UDF的环境配置出现了问题。 首先,要明确问题,排查时由易到难。 1.明确当前使用的Visual Studio的版本是否低于当前的Fluent的版本,比如Fluent使用19.0...
ANSYS APDL命令流笔记9:数组的定义与应用
数组的定义 1、数组命令的定义2、举例例子1----数值型数组例子2-----字符型数组例子3----表格型数组 1、数组命令的定义 使用功能:指定一个数组参数及它的维数。可以存储多个数据。 *DIM, Par ,Type ,IMAX ,JMAX , KMAX , Varl , Var2 , Var3 ,CSYSID 1 其中: Par:用户指定的数组参数名。 Type:数组类型...
ANSYS Workbench结构有限元计算后处理选项含义
做为软件的使用者,应该熟悉软件计算结果项的含义与工程应用方法。本期文章将给大家简要介绍一下结构有限元计算后处理各项的含义,如图1给出了结构有限元计算后处理的菜单。 图1 结构有限元计算后处理菜单 如图2给出了应力工具,应力工具(Stress Tool)选项主要作用是用来评估连续介质模型的强度,软件提供了四种应力工具。最大等效应力工具(Max Equivalent Stress)...
在Ansys Zemax OpticStudio中模拟高阶激光光束的方法
一般来说,激光的输出可以通过求解傍轴波动方程得到。这个方程最常见的解是理想单模高斯光束。其它正交解集的存在依赖于给定系统的对称性。1 它们可以用来模拟高阶光束模式。 OpticStudio提供了建模三个其他解决方案的选项。所选择的解将描述光束的初始电场分布,然后使用物理光学传播(POP)对光束的后续传播进行建模。 Hermite-Gaussian模型 对于矩形对称的激光谐振腔...
Ansys Lumerical CMOS图像传感器仿真角度响应分析
综述 CMOS图像传感器在亚波长范畴的吸收、散射和衍射及电荷的运动特征,通常需要联合其光学与电学特性来仿真分析。因此,在本例中光学仿真将用于求解光场的分布、传输和效率等结果,同时仿真还分析了光入射角度和位移的影响。随着步骤1-3中参数个数不断增加(单模拟、角度/偏振扫描和角度/偏振/微透镜位置的扫描),案例将分析不同参数与结果的复杂关系。最终...
Ansys Zemax人体皮肤与光学心率探测器建模
PPG 器件由红外或可见光波长范围内的发光二极管 (LED) 和光电探测器组成。它们提供了一种简单的光学技术来检测组织中的血容量变化,因为血液比周围的组织对光具有更强烈地吸收和散射效应。因此,血液的脉动将导致检测器信号发生相反的相位变化。本文介绍如何在 OpticStudio 中模拟人体皮肤组织模型,并演示如何使用 ZOS-API 应用程序模拟 PPG 设备随时间推移的测量信号...
表面参数控制 镜头加工中需要进行控制的表面参数将取决于加工方法和设备。加工塑料光学元件最流行和最广泛使用的方法之一是使用 三轴金刚石车床(图 1)进行直接切割,或者更常见的是利用切割模具来加工透镜。 图1. 三轴金刚石切割机(左) 金刚石切割刀具(右) 倾斜角度 让我们看一下仪器的局限性(图 2)。刀具的侧面倾角限制了沿任何径向横截面的最大可能斜切角。由于这样的径向横截面与子午面重合...
轮轨接触有限元分析在ANSYS Workbench中的应用
1.问题描述 如图所示给出了轮-轨接触模型,该模型由圆形钢质轮和钢质平板组成,轮和轨道的材料都为结构钢。完全固定约束轨道底面,在钢质轮子的内孔施加运动副载荷,包括垂直压力1000N和旋转速度,旋转速度在0到1s之间由0RPM加速到100RPM,摩擦系数为0.1。 2.软件的基本设置方法启动Workbench,双击Workbench工具箱中的用户系统Transient Structural...
使用ANSYS软件进行裂纹悬臂梁模态分析
1 Introduction介绍 所有结构在整个操作过程中都容易产生退化效应,这可能会导致出现裂缝等结构缺陷,随着时间的推移,这可能会导致结构的灾难性故障或倒塌。结构元件的动态行为受到裂纹或缺陷的影响,从而改变其刚度和阻尼特性。因此,结构的固有频率和振型传达了有关损坏位置和比例的信息。由低碳钢制成的悬臂梁通常用于船舶和海上平台。它还用于建造体育场、桥梁、建筑物、高层塔楼和其他建筑。因此...
裂纹悬臂梁模态分析:ANSYS软件应用实例
所有有裂纹的结构都容易发生故障,具体取决于共振引起的振动的故障机制。作用在结构上的周期性力与该结构的固有频率相结合形成共振。因此,应确定固有频率来 估计周期性负载共振条件。 在本研究中,考虑了长度为 3 m、宽度为 0.25 m、深度为 0.20 m 的低碳钢悬臂梁。模态分析用于研究裂纹悬臂梁横向振动的前三种模式的固有频率、振型和挠度...
利用Ansys Zemax模拟双折射偏振器件的方法
什么是双折射现象 一般的光学材料都是均匀的各向同性的,也就是说无论光从哪个方向穿过材料,其折射率都保持一致。对于单轴材料来说,例如方解石 (Calcite),其晶轴定义了材料的对称轴。这类材料对光线的偏折能力随入射光的偏振态及入射光与晶轴的夹角不同而不同。因此对于任意一束光,两个正交的偏振态下可能存在不同的折射角。这种现象称为光的双折射...
ANSYS Workbench锥齿轮啮合瞬态动力学深度分析
介绍一下如何利用workbench实现锥齿轮啮合的瞬态动力学分析。有限元分析流程分为3大步、3小步,如下图所示。今天将以这种方式介绍workbench锥齿轮啮合分析的流程。 图1 有限元分析流程 01 前处理 1.1 几何模型的构建 本文几何模型导入workbench中...
Ansys Lumerical单行载流子光电探测器仿真策略
Ansys Workbench装配体网格划分与接触网格设置
在WorkBench中给装配体划分网格,需要针对不同的模型使用不同的网格划分方法,如果对接触区域有精度要求就是用Contact Sizing(接触网格大小)来对该区域网格细化。 装配体由三部分组成,为方便操作,针对每个模型划分网格时将其他模型隐藏,点击Geometry > 右键模型“02” > Hide All Other Bodies(隐藏其他模型)...
ANSYS CFD通用流体仿真工作流程详解(下篇)
计算流体力学(Computational Fluid Dynamics简称CFD)是利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的数学方程,揭示流体运动的物理规律,研究定常流体运动的空间物理特性和非定常流体运动的时空物理特征的学科。 其基本思想可以归纳为:把原来在时间域和空间域上连续的物理量的场,如速度场和压力场,用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替...
Ansys Zemax模拟光学相干层析成像系统教程
简介 光学相干层析成像(OCT)系统是断层成像系统,它通过图像反射或散射出来的光来获取被测物体横截面或三维图像。尽管光线在OCT中穿透的深度以毫米数量级计量,但OCT具有安全性和高分辨率的特征,使得OCT最典型应用于医学生物组织成像。 OCT的光学系统由迈克尔逊干涉仪构成,在参考镜与样品之间的反射光相干,这一现象表明了从样品不同位置深度反射或散射出来的光与参考镜的位置有关...
Ansys Lumerical大尺寸超透镜光线追迹仿真教程
本文介绍了设计和模拟厘米尺度超透镜的工作流程。 我们将一系列不同直径的纳米尺寸等级单元(以下称为纳米单元)在Lumerical中建模,使用RCWA方法对每种直径的纳米单元进行分析,建立纳米元素直径以及其诱发的相位和振幅关系数据库。数据接下来被导入OpticStudio,以整合到光线追踪系统中,借由超透镜把准直光束聚焦。 综述 超透镜是由纳米单元组成的先进光学结构,透过区域性调整单个单元...
Fluent VOF模型:基础篇
VOF模型的局限性 以下限制适用于ANSYS Fluent中的VOF模型: 您必须使用基于压力的求
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手机不正确
公司不为空