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OMT 光机热集成模块


概述:

将热分析、机械分析和光学分析工具集成到统一的界面下,并将热分析、机械分析的温度、应力和变形量等通过泽尼克多项式拟合,为光学分析软件提供光学表面的温度信息和几何信息,从而实现热、机械及光学的耦合分析;分析外部支撑力作用下光学表面的变形量,并对外部支撑力的数目和分布进行优化以保证光学表面的变形量最小;分析动态载荷下光学表面的动态响应。

现有的热分析、机械分析和光学分析工具多种多样,常见的分别都有三四种;各工具的输入、输出格式各不相同;限于多种因素,各工具往往不能输出其它工具兼容的结果文件格式。因此,要调用不同分析类型的工具进行联合仿真的难度很大,需要一个集成工具将不同分析类型的工具集成到同一平台下,并由该平台完成数据格式的转换和工具的自动调用。

光学系统设计中,一方面是光学设备由多种支撑方式,另一方面整个系统存在实时的刚体运动等;不同的支撑方式将对设备的变形产生不同的效果,动态的运动等也会造成设备的性能变化。因此需要专业的工具对不同支撑方式进行快速分析,以辅助用户选择光学设备变形量最小的支持方案,并对相应方案的动态响应进行分析。


功能介绍:

能够直接将有限元分析工具(MSC Nastran、COSMOS、Ansys和Abaqus)与光学系统设计软件OSD集成,也可以将数据导入到其它的光学设计软件CodeV、Zemax、SYNOPSYS、OSLO等软件使用,并可以通过有限元分析工具和热分析工具的接口能力将Radtherm、MSC Sinda和Thermica等辐射与热分析工具集成到一起,从而实现热、机、光的完美耦合;能够实现支撑力数目和布局的优化设计,动载荷下的动态响应分析等,因此广泛用于光学设计、光存储、LCD投影、激光打印、激光通信和灯具设计等领域。




模块特点:

多项式拟合:可以将多种输入格式的数据拟合为多项式格式。可用的多项式类型包括标准和边缘Zernike多项式、非球面多项式、X-Y多项式、最佳曲率半径拟合。拟合中也会计算峰谷值、RMS面估计并显示出来。曲面变形的显示文件以Patran、FEMAP或Ansys节点格式输出。

多种输入格式:表面变形量可以用单元结果、节点文件、干涉向量或多项式系数等格式输入,也支持Nastran、Ansys、Abaqus和Cosmos等有限元软件的文件格式输入。

多种输出格式:变形量、应力和温度场数据可以输出为列表的形式供查看或打印,也可输出为节点文件供绘制二维图,还可以输出为光学分析工具CodeV、Zemax、SYNOPSYS和Oslo可识别的文件格式。供光学分析工具使用的文件包含了刚体位移文件和弹性变形文件。其中光学表面的弹性变形可以用Zernike系数或数组描述。所有的输出文件都是ASCII文件,可以在各种操作系统下使用。

表面位移插值:输入和输出文件都可插值处理。可以将单元结果插值为点阵图或者另一种网格结果。插值后的数值往往用于对比仿真预测的结果与光学实验结果;也可用于描述用Zernike多项式无法准确描述的单元变形,如轻型反射镜上的变形。插值为一种新的网格则往往用于应用光学测试数据或将分析区域限制在仅仅有射线束的光学表面区域。也可以读入用户的光学表面变形量数组,在导入测试数据用于拟合Zernike多项式或者评估自适应控制效果时就会用到这种方式。

适应控制仿真:预测自适应光学器件的最佳修正曲面形状。其输入除了多项式拟合的表面形变文件外,还需要支撑源的影响数据。支撑源的影响数据包含多组数据,每组分别描述了一个支撑源的影响效果。考虑支撑源的修正曲面预测结果可以输出为多项式形式、插值为数组或者在后处理中查看云图效果。还可以根据一定约束自动优化、计算施加支撑源的位置,并分析光学表面RMS值随支撑源数目的变化关系,为设计支撑源提供参考。

动态响应:计算光学表面由于瞬态、谐波和随机动态载荷引起的刚体位移、曲率变化和RMS误差。

OMT 光机热集成模块目前已经集成到光学设计软件ODS中和OAS光学分析软件中,不再单独更新。

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