[發(fā)明專利]用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811288006.8
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111125855A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳灝;蔣大偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海索辰信息科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 上海隆天律師事務(wù)所 31282
• 代理人: 臧云霄;鐘宗

1.一種用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括標(biāo)簽定義模塊，三維幾何模型管理模塊，仿真管理模塊，仿真流程模塊，仿真工具集成模塊，材料管理模塊和可視化模塊；

所述標(biāo)簽定義模塊，基于抽象模型定義光機(jī)熱多學(xué)科分析流程；

所述三維幾何模型管理模塊，用于對光機(jī)系統(tǒng)模型的管理及查詢；

所述仿真管理模塊，用于設(shè)計(jì)流程管理和工程數(shù)據(jù)管理；

仿真流程模塊，用于建立仿真流程模板，將具有同一性的光機(jī)仿真流程固化，形成統(tǒng)一的分析流程，使得針對同一性問題可以多次調(diào)用同一仿真流程；

仿真工具集成模塊，用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型的導(dǎo)入導(dǎo)出，及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；

材料管理模塊，用于存儲(chǔ)光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)修改調(diào)用；

可視化模塊，用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型預(yù)覽及光機(jī)熱耦合分析結(jié)果的可視化操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)簽定義模塊，包括材料屬性定義、網(wǎng)格劃分設(shè)置、載荷和邊界條件設(shè)置、求解類型控制參數(shù)設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述三維幾何模型管理模塊，用于結(jié)構(gòu)模型的導(dǎo)入導(dǎo)出、用戶建立參數(shù)化典型構(gòu)件庫、結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)化更改與更新、數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)模型調(diào)用與共享。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真管理模塊，用于針對光機(jī)系統(tǒng)涉及的多學(xué)科專業(yè)應(yīng)用進(jìn)行封裝和集成；按照專業(yè)學(xué)科分析流程，實(shí)現(xiàn)仿真和組件調(diào)用；建立不同型號的工程模型和仿真流程模板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述材料管理模塊，用于材料數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出；通用材料數(shù)據(jù)的集成；材料數(shù)據(jù)的自定義輸入與保存。

6.一種用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于權(quán)利要求1-5所述系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟1：首先應(yīng)用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，建立滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的光機(jī)系統(tǒng)，并對系統(tǒng)光學(xué)性能進(jìn)行仿真分析，最后通過調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)確定鏡頭組的幾何參數(shù)，得到原始光機(jī)系統(tǒng)鏡頭結(jié)構(gòu)尺；

步驟2：基于在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中得到的光學(xué)鏡頭組的幾何參數(shù)，建立鏡頭組的參數(shù)化三維幾何模型，并根據(jù)鏡頭組的模型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)與其配合使用的支撐及固定構(gòu)件的結(jié)構(gòu)；

步驟3：基于三維幾何設(shè)計(jì)建模軟件，應(yīng)用標(biāo)簽定義模塊，實(shí)現(xiàn)不同類型的標(biāo)簽定義；

步驟4：應(yīng)用三維幾何模型管理模塊，將在三維幾何設(shè)計(jì)建模軟件中得到的光機(jī)系統(tǒng)三維模型導(dǎo)入到系統(tǒng)中；

步驟5：應(yīng)用仿真流程模塊，建立光學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、熱學(xué)集成耦合分析流程的具體數(shù)據(jù)傳遞模板，用于建立和存儲(chǔ)仿真分析流程，用于仿真數(shù)據(jù)傳遞及仿真模板的重復(fù)使用；

步驟6：應(yīng)用仿真管理模塊，基于仿真流程模板，建立光學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、熱學(xué)集成耦合分析所需參數(shù)及分析類型；

步驟7：應(yīng)用仿真管理模塊，將光學(xué)數(shù)據(jù)擬合軟件輸出的光學(xué)數(shù)據(jù)加載到光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中，分析在承受實(shí)際結(jié)構(gòu)力和受熱條件下光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)性能的變化情況；

步驟8：應(yīng)用仿真管理模塊，提取光學(xué)分析得到的鏡面表面粗糙度RMS參數(shù)，作為光機(jī)系統(tǒng)總體優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)計(jì)變量為光機(jī)鏡面組的幾何參數(shù)和不同材料參數(shù)，約束為光機(jī)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的優(yōu)化范圍；

步驟9：應(yīng)用可視化模塊，對仿真優(yōu)化分析中的各個(gè)分析結(jié)果進(jìn)行查看。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真方法，其特征在于，所述步驟3中，所述不同類型的標(biāo)簽包括材料標(biāo)簽、坐標(biāo)系標(biāo)簽、接觸標(biāo)簽和實(shí)體標(biāo)簽；

其中在分析模型中所需的材料、坐標(biāo)系和接觸分別在標(biāo)簽定義模塊中的相應(yīng)類型下進(jìn)行定義；

邊界條件、載荷、網(wǎng)格控制類型的標(biāo)簽在實(shí)體類型的標(biāo)簽中定義；

通過標(biāo)簽定義模塊，定義完成分析流程中所需各種不同類型的標(biāo)簽。