Zemax 中激光散斑对比成像的检测建模

激光散斑对比成像 (LSCI) 是一种用于对生物样本中的血流和组织运动进行成像的技术。 它利用相干光(例如来自激光的光)与粗糙表面或不均匀介质相互作用时产生的散斑图案。 激光反射或穿过粗糙或移动的表面会产生随机干涉图案,称为散斑图案。 散斑图案的对比度与样品中运动的速度和性质有关。 运动较快的区域表现出较低的散斑对比度,而静态或缓慢移动的区域则具有较高的对比度。 在生物组织中,红细胞在血管内移动会导致斑点图案发生变化。 LSCI 可用于监测组织中的血流,为医疗和研究应用提供有价值的信息。图1 典型的LSCI系统 图 1 显示了 LSCI 系统的典型设置。 相干激光源(通常在红色或近红外波长范围内)产生用于照射样品的激光束。 扩束器可用于加宽激光束,确保样品上的照明均匀。 透镜和光学元件用于将激光束聚焦到样品上并收集反向散射或透射光。 高速相机或图像传感器捕获样品表面上形成的散斑图案。 计算机或专用数据处理单元处理捕获的图像以计算散斑对比度。 这涉及分析像素强度随时间的波动。 软件工具可视化散斑对比度图像,并可以提供有关血流或组织运动的定量信息。图 2 以 Zemax 顺序模式建模的 LSCI 检测路径图3 检测路径的镜头数据 图 2 显示了 LSCI 系统的简化检测路径。 检测光学投影仪采用后焦距为 30 毫米、孔径为 1 英寸的...

Ansys Maxwell:三相变压器电感计算

在本博客中,我讨论如何使用 Ansys Maxwell 计算三相变压器中的自感、互感和漏感。 有多种方法和表达式可用于计算这些电感。 基本电感定义 电感的单位为亨利 H,其基本单位表示为 Wb/A,其中 Wb 是磁通量的单位,A 是安培的单位。 因此,这些单位向我们表明,电感是衡量施加到绕组的每单位安培的材料中可以产生多少磁通量的指标。 用于电磁机器的铁磁材料的相对磁导率大于1,磁导率越高,电感越高,单位安培的材料能产生的磁通越多。 根据定义,漏感、互感和耦合系数是与绕组对相关的术语。 可以通过一次考虑两个绕组来进行测试以确定绕组的电感。 绕组的自感:绕组产生的所有磁通除以在所有其他绕组开路的情况下在该绕组中产生磁通的电流。 此外,自感可以计算为视在电感(工作磁链除以绕组工作电流),或者可以计算为微分电感(微分磁链除以微分绕组工作电流)。 在线性材料中,表观电感等于微分电感。 绕组的漏感:未连接另一个绕组(短路)的励磁绕组产生的磁通除以在励磁绕组中产生磁通的电流。 绕组的互感:由与另一个绕组(开路)相连的励磁绕组产生的部分磁通除以在励磁绕组中产生磁通的电流。 对于 N 个绕组系统,将有 N 个自感,并且可能的互感数量和可能的漏感数量等于该三相变压器示例中有六个绕组,并且一次考虑两个绕组的排列表明存在 30 种可能的互感、30 种可能的漏感以及 6 个自感。 下面的 NxN 矩阵显示了该六绕组示例中的自感和可能的互感。 然而,实际上有 18 个与三相变压器电路模型相关的电感。 每个绕组用1个自感、1个漏感、1个互感表示,共有6个绕组(3*6=18)。 自感以黄色突出显示并沿对角线排列,而六个相关互感以绿色突出显示。 此外,在该三相变压器示例中,根据相关自感和互感计算出的实际漏感只有六个。 (有关详细信息,请参阅下面的计算部分)。麦克斯韦 3D 有限元模型励磁 在本例中,低压 A 相绕组(LVA)将被励磁,高压 A 相绕组将开路,以确定绕组...

杂耍者的困境:如何平衡 NVH 与效率和性能

作者:埃里克·索伯你知道工程师和魔术师有什么共同点吗? 从表面上看,它们似乎是截然不同的学科。 然而,深入挖掘一下,您就会发现,就像杂技演员必须同时将多个物体保持在空中一样,工程师在复杂的设计空间中导航时也必须保持多个相互关联但相互冲突的目标保持平衡。 在车辆开发领域,这种微妙的平衡行为是为了找到同时满足性能、效率和性能等设计目标的最佳设计变量。 NVH(噪声、振动和声振粗糙度)。 然而,这在实践中是一项艰巨的任务,因为没有“免费的午餐”可供利用。 任何改进一个设计目标的修改都可能至少损害另一个设计目标。这种设计变量的一个典型例子是减轻重量。 工程师可以策略性地减轻某些部件的重量(同时保持结构刚性),从而使车辆整体更轻。 这通常会带来更好的性能和效率,因为车辆的加速质量更小,滚动阻力也更低。 然而,不利的一面是,较轻的部件吸收的噪音和振动能量较少,总体上导致 NVH 性能较差。 这种困境是当今电动汽车发展的核心。 一方面,客户想要一辆高效的车辆,因为它决定了给定电池容量的最大可用里程。 另一方面,客户对 NVH 性能比以往任何时候都更加挑剔,因为在没有嘈杂的燃烧驱动动力系统的情况下,即使是很小的吱吱声和呜呜声也能听到。那么,工程师如何找到满足所有客户要求的最佳平衡点呢? 让我们使用 Simcenter Testlab 中的独特工作流程来探索这个问题,该工作流程结合了两种尖端技术:虚拟原型装配和 NVH 模拟器。 NVH 工程师兼顾设计目标的指南 第一步是实施使用组件级数据预测车辆级 NVH 性能的流程。 有了这样的流程,我们就可以轻松监控预期 NVH 性能对任何设计变量修改的敏感性。 这个过程称为 虚拟原型装配 (VPA) 在 Simcenter 测试实验室中。 本质上,车辆的每个组件都可以使用包含不同数据(例如,连接频响函数、不变载荷谱、动态刚度等)的独立频域模型来表示,具体取决于组件的类型。 然后使用这些组件模型进行数学耦合 基于频率的子结构 (FBS),从而可以预测虚拟装配的 NVH 性能。 至关重要的是,任何组件都可以根据其开发成熟度使用基于...

Oracle Red Bull Racing 与 Ansys 续签合作伙伴关系

宾夕法尼亚州匹兹堡,2024 年 3 月 1 日 – Oracle Red Bull Racing 与 Ansys(纳斯达克股票代码:ANSS)续签了三年合作伙伴关系,以保持全球最具竞争力的一级方程式 (F1) 车队的地位。 Oracle Red Bull Racing 将继续利用 Ansys 技术的力量来改善空气动力学、管理材料数据并确保 2024 年赛季及以后赛车的结构安全。 Ansys 仿真解决方案帮助 Oracle Red Bull Racing 车手 Max Verstappen 在 2023 年创造历史,赢得 23 场比赛中的 21...

Lazer Sport 采用西门子 Xcelerator 开发 KinetiCore 骑行头盔技术

美国德克萨斯州普莱诺,2024 年 2 月 28 日 – 西门子数字化工业软件公司 (Siemens Digital Industries Software) 宣布,欧洲领先的自行车头盔制造商之一 Lazer Sport NV 采用了西门子 Xcelerator 行业软件产品组合,以帮助推出 Lazer Sport 的新型专有旋转冲击保护 KinetiCore技术,推向市场。“自 1919 年以来,Lazer Sport 一直引领自行车头盔创新。从比利时道路上简单的皮帽到如今时尚、安全且全球通用的头盔。 我们将激情与性能融为一体,享受骑行的乐趣。 我们的创新动力通过 KinetiCore 技术重新定义了头盔保护。 到 2024 年底,KinetiCore 已在 20 种型号中​​采用,这些头盔为所有骑行者提供增强的安全性和设计。 我们的重点是顶级性能、环保材料和自给自足的生产。 随着我们在更多市场和产品类别中不断发展,安全仍然是我们的首要任务。...

如何安装 Abaqus – 3DCAD.news

Abaqus 是一个功能强大的软件包,用于模拟和分析工程问题。 在本教程中,我们将提供有关如何安装的分步说明 Abaqus 2024 金色版(GA) 在 Windows 或 Linux 机器上。 下载软件 第一步是下载软件,可以从 达索系统。 寻找 SIMULIA Abaqus 扩展产品(Abaqus、Isight、Tosca 和 fe-safe 和文档) – Abaqus 2024 Golden – AllOS 部分并下载列出的所有五个捆绑包。 笔记:每个捆绑包大小约为 3.5 GB,因此请确保有足够的磁盘空间。提取档案 下载文件后,将所有五个包放入同一文件夹中以提取存档。 为了 视窗,我建议安装 7-Zip。 您可以从 https://www.7-zip.org 或在命令提示符中运行以下命令来安装它:winget...

达索系统全新虚拟双胞胎体验有助于保护巴黎圣路易斯医院 AP-HP 的弱势患者并教育护理人员

法国韦利济-维拉库布莱,2024 年 2 月 27 日 — 达索系统(巴黎泛欧证券交易所:FR0014003TT8,DSY.PA)今天宣布与巴黎圣路易斯医院 AP-HP 合作开展气流模拟和增强现实体验,以更好地了解病毒的呼吸道传播并优化患者护理。达索系统创造了一种独特的学习体验,以医院透析室的虚拟双胞胎为特色,这是一个每周有 50 人接受透析的开放空间,使医生和护士能够准确地看到病毒颗粒如何在空气中循环,并了解病毒颗粒的作用。例如,通风和口罩可以优化免疫功能低下患者的护理。 为了创建这个虚拟双胞胎,达索系统使用了建筑蓝图,并使用 HomeByMe 移动应用程序对房间进行了现场 3D 扫描,以检查是否存在任何差异。 然后,它使用由 3DEXPERIENCE 平台提供支持的 SIMULIA 应用程序,根据不同场景(包括通风、医疗设备和患者在空间中的位置、口罩佩戴、呼吸和气流速率)对呼吸道和病毒颗粒的传播进行可视化、模拟和预测。 。 借助这些信息,达索系统开发了增强现实体验,使利益相关者能够在现实生活环境中查看虚拟模拟。“达索系统已经在巴黎其他医院开展过项目,并且了解我们提供最高水平护理的使命。 它的解决方案使我们能够可视化呼吸道颗粒的产生,跟踪它们的轨迹,并了解它们如何在患者之间传播。”美联社圣路易斯医院感染预防和控制团队负责人、主治医师 Guillaume Mellon 博士说-生命值。 “这种令人难以置信的创新教育体验使我们的卫生专业人员更加意识到医院内呼吸道交叉传播的风险。 整个体验超出了我的预期。” 达索系统生命科学和医疗保健行业副总裁 Claire Biot 表示:“虚拟双胞胎将在未来几年改变日常患者护理和感染预防。” “我们已经与多家大型医院完成了项目,成功展示了我们的虚拟双胞胎技术如何帮助识别和优化安全措施。 我们与 Saint-Louis Hospital AP-HP...

通过 Simcenter 系统仿真取得巨大的可持续发展成功 – 第 1 部分

斯蒂芬·内拉特这篇博文是博客系列的第 1 部分,旨在通过多物理场数字孪生解决您的可持续发展挑战。 第 2 部分介绍了其他应用程序,更全面地介绍了您可以受益于实现公司可持续发展目标的所有功能。 全球变暖和气候变化直接影响我们今天的经营方式。 能源转型和可持续性是影响消费者和行业的趋势。 对于工业来说,这个数字相当高,因为它直接占能源消耗的 1/3 和碳排放的 20%。 其余的与农业、建筑或商业服务等其他活动有关。在所有行业中开发可持续产品和流程给制造商带来了新的挑战,除了对高质量、价格实惠、定制和个性化商品的传统需求外,成本压力不断升级和供应链中断也加剧了这一挑战。 值得注意的是,公司意识到产品的可持续发展影响的 80% 是在最初的概念阶段形成的。 为了解决这个问题,利用基于物理的数字孪生变得势在必行。 该工程工具提供了一种虚拟表示,可以准确模拟现实世界的物理和行为,从而深入了解非线性属性之间复杂的相互依赖性。随着制造商不断发展其业务标准和决策流程,以融入可持续的视角。 这确实是一个新的机会。 可持续发展正在成为经营许可证 我们正在超越对可持续发展的关注几乎只是年度报告附带的一本光鲜亮丽的杂志的地步。 这是与潜在客户和现有客户互动的权利,有很多获得新交易的机会。可持续性已从一种选择或营销策略发展成为企业的基本要求。 可持续发展的转变现在就在这里。 客户、投资者和监管机构要求公司在环境影响方面保持透明度和问责制。 快速浏览一下政府议程和财富 500 强公司的网站,就会发现可持续发展议程的重要性:“净零承诺”、“资本流动”、“资源稀缺”和“循环经济”。 在工程领域,人们越来越认识到产品的可持续性影响的很大一部分是在最初的概念化阶段形成的。 平衡性能和可持续性的行为是一个多物理问题,我们将通过各种应用程序展示如何 Simcenter 系统仿真 可以帮助各个工业领域过渡到这些新要求。 我们可以通过 3 个主要步骤观察系统仿真随时间的演变。01.- 系统仿真很久以前就开始于“性能”。 02.-然后一年前它扩展到“控件”。 03.- 现在转向“可持续性”,从今天起生效 如果我们细化一些可以通过系统仿真解决的有关可持续性的挑战,我们可以列出这九个挑战。了解和优化系统效率对于减少能源利用率和损失至关重要。 避免或最大限度地减少浪费并确保产品得到回收和重新利用可以促进可持续性。 这不仅涉及最大限度地减少材料浪费,还涉及能源的有效利用和回收。 在应对可持续发展挑战的同时,公司可以采用替代材料或生物环保材料(我喜欢的材料)来避免垃圾填埋。 模拟可以帮助理解和研究材料变化对现有工艺的影响。 接下来,在优化基础设施电网或可再生能源使用和资源中性(即绿色建筑、数据中心和工厂)以及水、能源、流体、石油等资源管理的同时,减少排放和污染物的模拟提供了早期见解并根据个人情况设想优化要求。 实际上,使用数字孪生来实现可持续目标并不新鲜。 在西门子,我们从 2009 年到 2011 年开始,当时可能有点太早了,...

通过 Simcenter 系统仿真取得巨大的可持续发展成功 – 第 2 部分

斯蒂芬·内拉特本博文是博客系列的第 2 部分,该系列博客旨在利用 Simcenter System Simulation 应对行业可持续发展挑战。 前面的第 1 部分介绍了快速概述,并解释了为什么仿真确实适合解决可持续性挑战。 在这篇博客中,让我们探讨仿真如何帮助解决零部件供应商的可持续发展挑战,即从齿轮、泵、压缩机到可再生能源和节能的一切,或运营中的仿真。 它们都有助于实现您公司的可持续发展目标。 让我们一起来了解一下系统仿真如何在这方面提供帮助。可持续发展涵盖了广泛的主题,以满足不同的用户需求,超越集成系统和生产机械,包括智能产品不可或缺的各个组件。 经过仔细检查,几乎机械中的每个部件都对可持续性产生影响。 在设计过程的早期解决这些挑战有可能通过更深入地了解所涉及的功能物理将它们转化为可持续的竞争优势。实际上,我们发现系统仿真非常适合所有组件。 它涉及齿轮、泵、压缩机、热交换器等。💧🌡⚡️ 您可以看到,在设计或升级这些组件时,总是列出“能源效率”主题。 对于液压/气动元件、热液或两相流元件、或机电系统。 朝着电气化组件方向迈出一些额外的步伐。 在执行后几秒钟内,系统仿真可以提供有关功率损耗、效率或节能的指标,因此可以轻松调查多个场景。 仿真还可以帮助证明对更好组件的投资的合理性,购买通常更昂贵的更高效的产品,或者改用需要一些调整的电气化组件。⚡️🌡🔋 实际上,我们可以考虑使用电动齿轮泵、电风扇或任何其他组件来替换您的旧组件。 您可以研究电机的热管理,直至电池失控,以确保安全并防止火灾风险。 所有这些方面都需要在您的可持续发展之旅中进行正式检查,以将您多年来使用的组件转换为更高效或电气化的组件。 这就是数字化大有帮助的地方,并且与其他传统方法有所不同。 现在让我们看看可再生能源和节能。 只是说我们通过 Simcenter Amesim 实现了这样的能源应用。 例如与 绿色制氢。♻️💧⚡💰 由于风力涡轮机、太阳能电池板、波浪能转换器和在氢气罐中储存能量的电解槽,我们可以在几秒钟内预测几个月内氢气产量的分布。 最后,产生绿色能源,可用于您的生产机器或工厂设施,从而显着减少您的碳足迹。♻️⚡🔌 此外,我们还可以在电气方面做更多的事情,通过这个数字孪生 绿色氢基微电网。 目标是考虑热管理来优化全局系统效率。 您可以在几个月内检查您的电源组合(太阳能、电解槽、燃料、电池、蓄电池……)。 最终验证其是否与电力负载兼容,并能正常向电网供电。☀️⚡🌻🌏 你甚至可以考虑使用 用于发电的太阳能电池板 太阳能,可以通过BESS(电池储能系统)存储在电池中。...

Ansys 与 Intel Foundry 联合开发 EMIB 2.5D 装配技术的多物理场分析解决方案

美国宾夕法尼亚州匹兹堡,2024 年 2 月 23 日 – Ansys(纳斯达克股票代码:ANSS)与 Intel Foundry 合作,为英特尔创新的 2.5D 芯片组装技术提供多物理场签核解决方案,该技术使用 EMIB 技术灵活地连接芯片,无需通过- 硅通孔 (TSV)。 Ansys 的精确仿真引擎可为人工智能 (AI)、高性能计算、自动驾驶和图形处理的先进硅系统提供更高的速度、更低的功耗和更高的可靠性。Ansys RedHawk-SC Electro Thermal™ 是一个电子设计自动化 (EDA) 平台,可对具有多个芯片的 2.5D 和 3D-IC 进行多物理场分析。 它可以利用各向异性热传导进行热分析,这对于英特尔新的背面配电技术至关重要。 热梯度还会导致机械应力和翘曲,随着时间的推移,会影响产品的可靠性。 电源完整性验证是通过芯片/封装联合仿真完成的,它提供了最大精度所需的 3D 系统级上下文。 “英特尔对英特尔 18A 和 EMIB...

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