在本例中，我們將使用 Speos 和 optiSLang 實現(xiàn)光導(dǎo)的設(shè)計優(yōu)化，以實現(xiàn)汽車日行燈、內(nèi)飾氛圍燈等的光導(dǎo)設(shè)計，并改善光導(dǎo)亮度的均勻性，以自動優(yōu)化設(shè)計的方式實現(xiàn)更好的照明外觀。 CaV)F3   
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概述 8( bK\-b  
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在汽車照明應(yīng)用中，日行燈是一個獨特的照明標(biāo)志。這些光導(dǎo)幾乎是一直照明狀態(tài)，因此光導(dǎo)的設(shè)計需要符合照明均勻性的標(biāo)準(zhǔn)和政府提出的規(guī)則。為了實現(xiàn)光導(dǎo)設(shè)計和優(yōu)化，我們使用 Ansys Speos 光學(xué)部分設(shè)計創(chuàng)建光導(dǎo)，利用 Ansys optiSLang 驅(qū)動光導(dǎo)設(shè)計參數(shù)變化，進而找到最佳設(shè)計。 qpq(<  
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優(yōu)化工作流 ^,` L!3  
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Speos 和optiSLang的數(shù)據(jù)傳輸 BqtN=  
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Speos和opitSLang的數(shù)據(jù)傳輸可以有三種方式：第一種是在Workbench中鏈接Speos和optiSLang進行數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化，第二種是在optiSLang中鏈接workbench，workbench中含有Speos的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)傳輸，第三種是直接使用scripts完成Speos和optiSLang的數(shù)據(jù)鏈接。 Q<(aU{  
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Speos 軟件中完成 light guide 完成初步光導(dǎo)設(shè)計，并進行光導(dǎo)的亮度和強度模擬與法規(guī)檢查。 rVp^s/A^;  
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在 Speos 的仿真模擬中，有幾項相關(guān)鍵的仿真重要參數(shù)設(shè)置： l0tFj>q"  
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Lightguide Meshing：精確的meshing對于光導(dǎo)設(shè)計來說是很重要的，使用Speos的用戶都知道m(xù)eshing的重要性，如果不考慮meshing的參數(shù)設(shè)置，光導(dǎo)設(shè)計中的出光效果將會受到影響。通常會使用local meshing來設(shè)置特殊幾何體的meshing劃分。 3A\Z]L  
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Maximum number of Surface interaction：光導(dǎo)依靠全內(nèi)反射來引導(dǎo)光線走向，這導(dǎo)致光和表面相互作用次數(shù)增多，特別是光線和光導(dǎo)棱鏡之間的相互做用，默認值100通常過低，可以適當(dāng)提高此數(shù)值設(shè)置。光導(dǎo)依靠全內(nèi)反射來引導(dǎo)光線走向，這導(dǎo)致光和表面相互作用次數(shù)增多，特別是光線和光導(dǎo)棱鏡之間的相互做用，默認值100通常過低，可以適當(dāng)提高此數(shù)值設(shè)置。 ( geV(zT  
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XML Template：XML文件中包含了Sensor 中對關(guān)鍵數(shù)值的定義和數(shù)值驗證，使用XML文件可以直接得到仿真結(jié)果的數(shù)值情況，并且使得每個參考數(shù)值都可以作為輸出結(jié)果在optiSLang中使用。關(guān)于XML可以在Ansys customer Portal官方網(wǎng)站得到XML標(biāo)準(zhǔn)模板。 VREDVLQT  
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設(shè)置以上Speos的參數(shù)，運算仿真得到強度圖和亮度圖兩個結(jié)果，從法規(guī)和均勻性兩個方面對光學(xué)性能進行了測量。強度圖的網(wǎng)格視圖強調(diào)了法規(guī)遵從性，每個表格代表一個強度測量點，測量點的值受法規(guī)約束。中間值代表模擬結(jié)果，左下值代表通過規(guī)定的最小限度，左上值代表通過規(guī)定的最大限度，右邊代表個人設(shè)置的安全限度。如果法規(guī)沒有通過，則用紅色標(biāo)出，如果沒有達到安全限度，則用黃色標(biāo)出，如果通過，則用綠色標(biāo)出。 f4vdJ5pV  
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在亮度圖中定義均勻性性能的測量值。測量是基于18點折線，甚至更多點折線，沿著這條線的亮度均勻性可以被評估，測量平均和均方根對比。同時亮度結(jié)果也將用做于優(yōu)化的輸出，優(yōu)化目標(biāo)是在保持ECE規(guī)定滿足要求的同時，獲取均勻的外觀照明，降低RMS對比度和最大化折線平均值。 7**zO3 H  
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optiSLang靈敏度分析，通過敏感性研究來確定重要的光導(dǎo)輸入?yún)��?shù)，并通過創(chuàng)建元模型顯示輸入和輸出參數(shù)之間關(guān)系，從而展示參數(shù)分析能力。 #hXuGBZEI  
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建立參數(shù)化系統(tǒng)后，進行參數(shù)敏感性分析。在敏感性分析中，通過COP矩陣預(yù)測輸出變化，COP的數(shù)值告訴我們模型質(zhì)量，此外可以看到參數(shù)對輸出的影響。所以我們會得到在light guide設(shè)計參數(shù)中有有哪幾項設(shè)計參數(shù)是影響設(shè)計目標(biāo)光導(dǎo)的亮度均勻性、均方根、光強度的關(guān)鍵，可以直接了解光學(xué)行為。 ;HiaX<O!  
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optiSLang優(yōu)化，通過執(zhí)行基于模型的多目標(biāo)優(yōu)化，然后進行局部和單目標(biāo)直接優(yōu)化，以實現(xiàn)可能的最佳設(shè)計，展示優(yōu)化能力。 Pd~z%VoO  
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優(yōu)化算法在MOP上采樣了10000種設(shè)計，以找到輸入?yún)��?shù)值的最佳組合，實現(xiàn)最佳設(shè)計。多目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)果顯示在“帕累托面”(參見下圖)。該圖顯示了兩個目標(biāo)之間的權(quán)衡，在最佳設(shè)計的集合用紅點標(biāo)記(定義為帕累托前沿)。工作流通過一個真正的求解器調(diào)用(如綠點所示)自動驗證20個最好的設(shè)計。由于COP值較好，預(yù)測值與驗證值之間的差異較小。通過選擇其中一種設(shè)計，相應(yīng)的參數(shù)值和響應(yīng)顯示在optiSLang的后處理其他圖中。圖片顯示的是經(jīng)過驗證的7574設(shè)計，為了進一步改進設(shè)計，可以通過將其中一個目標(biāo)轉(zhuǎn)化為約束來進行局部和單一目標(biāo)的優(yōu)化。 /mwDVP<z /  
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單目標(biāo)優(yōu)化采用靈敏度研究(黑色)和基于響應(yīng)面的最佳設(shè)計區(qū)域的樣本迭代附加設(shè)計(彩色)。 MI~QXy,  
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