網(wǎng)格劃分是在各種計算應(yīng)用中處理3D幾何的基本步驟：
表面和體積：網(wǎng)格允許通過將復(fù)雜的表面和體積分解成更簡單的幾何元素（如三角形、四邊形、四面體或六面體）來表示復(fù)雜的表面和體積。
模擬和渲染：網(wǎng)格是創(chuàng)建離散域的關(guān)鍵。這個領(lǐng)域用于數(shù)值模擬，允許模擬物理現(xiàn)象，如應(yīng)力分布、傳熱、流體流動，以及光學(xué)幾何界面上的折射、衍射、散射。
計算機輔助設(shè)計（CAD）：在CAD系統(tǒng)中使用網(wǎng)格來表示三維模型和曲面。在設(shè)計過程中，CAD模型經(jīng)常使用網(wǎng)格來有效地存儲、操作和可視化幾何信息。下面是一個用網(wǎng)格制作的汽車前部的例子，用簡單的元素構(gòu)建復(fù)雜的形狀。
在計算機圖形學(xué)和計算幾何中，3D網(wǎng)格是指定義三維對象的形狀和結(jié)構(gòu)的節(jié)點、邊和面的集合，網(wǎng)格劃分是創(chuàng)建這種表征的過程，它包括將3D空間劃分為離散的元素，以近似目標(biāo)的幾何形狀。3D網(wǎng)格的一些關(guān)鍵項：
節(jié)點（或頂點）：在3D空間中定義網(wǎng)格元素角的點。
邊（或線）：連接頂點并形成網(wǎng)格元素的邊界。
面（或多邊形）：由邊緣閉合環(huán)定義的平面，在3D網(wǎng)格中，面通常是三角形或四邊形。
網(wǎng)格劃分需確定如何分布節(jié)點并將它們連接起來以形成近似被建模對象形狀的元素。
Speos使用網(wǎng)格劃分來生成幾何的離散元素。Speos基于三角形曲面網(wǎng)格劃分，該方法在計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件中得到了廣泛應(yīng)用。由于Speos可以嵌入到各種CAD環(huán)境中，它依賴于來自CAD的網(wǎng)格算法。這意味著，相同的網(wǎng)格值，網(wǎng)格表現(xiàn)從一個CAD平臺到另一個CAD平臺是不同的。
Speos使用表面網(wǎng)格而不是體積網(wǎng)格，因為面網(wǎng)格比體積網(wǎng)格算法更容易管理，為大型和復(fù)雜的幾何圖形提供了更好的分析效率。
1.Speos網(wǎng)格參數(shù)
有兩種方式編輯Speos網(wǎng)格參數(shù)。通過模擬（正向，逆向，交互式）選項，或通過局部網(wǎng)格定義。這兩個選項依賴于相同的參數(shù)，仿真選項中的參數(shù)影響在仿真中分配的所有幾何形狀。局部網(wǎng)格定義中的參數(shù)只影響分配給它的幾何形狀或面。這些參數(shù)優(yōu)先于仿真參數(shù)中指定的一般網(wǎng)格參數(shù)。
2.參數(shù)
參數(shù)化網(wǎng)格的方法有三種：
SAG：控制表面網(wǎng)格和幾何形狀。Sag對應(yīng)于一個表面偏差。它適用于面或邊緣彎曲的情況。當(dāng)面為平面且所有邊均為直線時，Sag無作用。
Step：控制三角網(wǎng)格段的長度。Step對應(yīng)于網(wǎng)格最大邊緣長度。較小的網(wǎng)格Step值生成的三角形具有較小的邊緣長度，這會增加結(jié)果的準(zhǔn)確性。
Angle角度：角度控制網(wǎng)格三角形所有法線的最大角度公差。從理論上講，當(dāng)表面是彎曲的時候，角度越小，三角形就越小。
3.Meshing模式
Speos提供了三種網(wǎng)格模式，它們決定幾何圖形如何網(wǎng)格化，適用于SAG公差和Step步長。
● Proportional to face，與face面成比例，調(diào)整對象的每個面的大小。
其中，Length長度值對應(yīng)于面邊界框（下圖中藍(lán)色突出顯示的正方形）的對角線長度。
SAG值是用戶作為輸入?yún)?shù)提供的值。
優(yōu)點:
多線程
可能在特定區(qū)域獲得更好的分辨率網(wǎng)格。
與每個面成比例的Sag/Step。
網(wǎng)格需要的面，可用于非流形面/對象（獨立面/分割面）
缺點:
網(wǎng)孔不水密（不完全閉合）的風(fēng)險
●?Proportional to body，與body 體成比例，調(diào)整到對象體的大小。
其中，Length長度對應(yīng)于Body Bounding Box（下圖中藍(lán)色突出顯示的平行六面體）的對角線長度。
SAG值是用戶作為輸入?yún)?shù)提供的值。
優(yōu)點:
Sag/Step與body體成正比
水密網(wǎng)格
比Fixed模式的點/邊更少，性能更好
缺點:
不是多線程
有可能得到一個粗糙的網(wǎng)格警告，需要進一步局部網(wǎng)格劃分
●?Fixed固定，無論物體的大小或形狀如何，網(wǎng)格大小都保持不變。
優(yōu)點:
簡單的網(wǎng)格
水密網(wǎng)格
缺點:
不是多線程
比Propertional to body 有更多的點/邊
需要更多的RAM資源
“水密”一詞傳達(dá)的意思是網(wǎng)是完全封閉的，就像一個水密容器。實際上，水密網(wǎng)格可以確保模型中沒有開放的表面或縫隙，這對于精確的物理模擬和逼真的渲染非常重要。
當(dāng)網(wǎng)格元素（面、段和節(jié)點）之間沒有間隙或重疊時，網(wǎng)格被認(rèn)為是水密的。下面是快速診斷的可視化：
縮放敏感對象區(qū)域（如邊緣或角落）的3D視圖。
激活預(yù)覽網(wǎng)格（右鍵單擊在模擬或局部網(wǎng)格中選擇的物體/面）
檢查局部三角形是否在面的邊緣/角上公共節(jié)點。
如果是：網(wǎng)格是水密（右圖）
如果沒有：網(wǎng)格不水密（左圖）
在Speos中使用非水密網(wǎng)格的常見后果是模擬期間的高錯誤率。當(dāng)網(wǎng)格中有孔洞時，射線通過孔洞傳播，直接歸類為誤差射線?？梢栽谀M運行期間或在模擬完成后生成的HTML報告中看到錯誤百分比。
識別警告信息并了解它們的來源，當(dāng)speos未能應(yīng)用用戶定義的網(wǎng)格時，在模擬初始化階段出現(xiàn)網(wǎng)格警告信息。有兩種警告類型：
下面的工作流程解釋了這些消息是如何出現(xiàn)的以及出現(xiàn)的原因：
在此基礎(chǔ)上分析太小而不能網(wǎng)格化的面，雙擊警告可以選擇受網(wǎng)格影響的所有面，使用以下工具選擇定位這些face的位置：
?復(fù)制/粘貼到結(jié)構(gòu)樹（Ctrl + C和Ctrl + V）。
?創(chuàng)建一個群組group，并將其擴展到群組。
?分析face：
- 使用spaceclaim測量工具。不正確的面可能導(dǎo)致一條線或一個區(qū)域具有非正值。
- 使用Check Geometry 選項（僅用于復(fù)制/粘貼選項）來查找自相交，拓?fù)溴e誤，…
網(wǎng)格劃分是模擬模型的關(guān)鍵步驟，花時間在復(fù)雜幾何形狀的模型上，找到好的網(wǎng)格參數(shù)是很重要的。如果沒有高質(zhì)量的幾何圖形作為輸入，meshing性能和精度就無法達(dá)到最佳。在進行任何網(wǎng)格劃分操作之前，請確保按預(yù)期導(dǎo)入幾何圖形。Ansys建議在將其導(dǎo)入Speos之前檢查CAD幾何形狀的質(zhì)量。一些軟件編輯提出了專門用于確保CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量的工具。
3D表面網(wǎng)格劃分指南，考慮以下幾點在3D表面上有效的網(wǎng)格劃分：
三角形質(zhì)量和寬高比：確保三角形網(wǎng)格元素質(zhì)量好，并尊重平衡的比例，避免高度扭曲的元素。
三角形尺寸漸變：在關(guān)鍵區(qū)域逐漸改變網(wǎng)格元素的大小。在復(fù)雜的幾何形狀或高梯度的區(qū)域可能需要更細(xì)的網(wǎng)格，而在更均勻的區(qū)域可以使用更粗的網(wǎng)格，以減少計算成本。
網(wǎng)孔密度控制：根據(jù)需要控制網(wǎng)格密度。
在復(fù)雜的幾何形狀或復(fù)雜大模型情況下，花時間在網(wǎng)格定義上通?？梢员ＷC一個好的模型網(wǎng)格，但是這會給剩下的仿真模擬計算部分帶來額外的時間。復(fù)雜的幾何形狀（例如球形）中，更精細(xì)的網(wǎng)格劃分需要更多的三角形；這意味著初始化時間增加了。如果多次迭代模擬以進行掃描參數(shù)或初始優(yōu)化，則使用更粗的網(wǎng)格可能更有效。另一種方法是使用LightBox，將網(wǎng)格體現(xiàn)在lightbox中，在仿真中調(diào)用lightbox。
充分利用局部網(wǎng)格，局部網(wǎng)格是一種將特定網(wǎng)格參數(shù)“強制”到一組，當(dāng)一個局部網(wǎng)格應(yīng)用于一個面，在仿真模擬過程中，Speos將對這組面考慮局部網(wǎng)格屬性，而不是全局網(wǎng)格屬性（設(shè)置在模擬的選項）。局部網(wǎng)格的主要優(yōu)點是通過提高光路中重要的特定元素的網(wǎng)格精度，為模型帶來準(zhǔn)確性。
局部網(wǎng)格還能夠驅(qū)動3D輻照度傳感器的分辨率。為了獲得均勻一致的分辨率，建議在Fixed模式下使用Step參數(shù)。
由于局部網(wǎng)格可能會在網(wǎng)格上產(chǎn)生非水密行為，建議這樣設(shè)置：
在模擬選項中微調(diào)全局網(wǎng)格設(shè)置-注意創(chuàng)建的每個模擬都有獨立的網(wǎng)格參數(shù)。如果希望在不同的模擬中使用相同的網(wǎng)格設(shè)置，請通過復(fù)制和粘貼simulation來復(fù)制現(xiàn)有的模擬網(wǎng)格設(shè)置。
在被光線擊中的概率相對較低的幾何體上創(chuàng)建一個或幾個粗糙的局部網(wǎng)格。
為3D傳感器創(chuàng)建特定的局部網(wǎng)格。注意一個面不能鏈接到多個局部網(wǎng)格。
ODX文件導(dǎo)入-應(yīng)用網(wǎng)格類型
Speos 2024R1版本，針對lens 系統(tǒng)，可以通過Speos ODX工具從OpticStudio導(dǎo)入幾何圖形。導(dǎo)入的數(shù)據(jù)有兩種元素：
第一是在結(jié)構(gòu)樹下的CAD幾何圖形。
第二是在組件中的網(wǎng)格幾何形狀。組件中的網(wǎng)格幾何必須用于模擬，它們也有自己的網(wǎng)格屬性?？梢酝ㄟ^右鍵單擊>選項訪問它們。
在2024R1中，沒有可用的預(yù)覽網(wǎng)格。如果默認(rèn)參數(shù)不能提供所需的精度，請嘗試以下設(shè)置：