ANSYS SPEOS

Ansys Speos ofrece múltiples métodos para modelar fuentes de luz con alta fidelidad, permitiendo simular desde emisores LED hasta fuentes ambientales en entornos complejos. La herramienta admite archivos de rayos medidos proporcionados por fabricantes de LED en formato Speos, así como archivos estándar del sector como IESNA LM-63 y Eulumdat, utilizados habitualmente por proveedores de luminarias.

Speos permite considerar emisiones complejas a nivel de chip LED, teniendo en cuenta la interacción con ópticas circundantes durante el cálculo. Esta capacidad es clave para diseñar sistemas de iluminación precisos, optimizar la distribución luminosa y validar el rendimiento en condiciones reales.

Para renderizados basados en física, Speos permite incorporar fuentes ambientales que añaden realismo a la escena, así como fuentes de visualización específicas para simulaciones de interiores de vehículos. Además, el software contempla la emisividad térmica de distintas geometrías, lo que permite realizar simulaciones en el espectro completo del infrarrojo, incluyendo aplicaciones en visión térmica y sensores IR.

Ansys Speos incorpora herramientas avanzadas para el diseño de distribución lumínica, permitiendo modelar reflectores y lentes mediante propiedades de reflexión y refracción. Su interfaz intuitiva permite definir rejillas ópticas con geometrías variables como rectangulares, circulares, en franjas, tipo panal o superficies libres, adaptándose a los requisitos específicos de cada aplicación.

Los ingenieros pueden definir cada celda geométrica manualmente o establecer objetivos de dispersión del haz óptico, activando la optimización integrada para ajustar automáticamente el diseño. Esta funcionalidad es clave para garantizar la eficiencia luminosa y la conformidad con especificaciones fotométricas exigentes.

Speos también ofrece una herramienta de diseño de guías de luz de referencia en el sector, que permite controlar con precisión la variación de parámetros prismáticos y asegurar una distribución homogénea de la luz en todo el sistema. Combinado con la aceleración por GPU, el software permite verificar al instante la fotometría del diseño, tanto por facetas individuales como en el reflector completo, optimizando el rendimiento desde las primeras fases del desarrollo.

Ansys Speos ofrece un sistema avanzado de gestión de propiedades ópticas que permite simular con precisión el comportamiento de los materiales tanto en volumen como en superficie. El modelado volumétrico abarca fenómenos como absorción espectral, dispersión, fluorescencia, índices de refracción constantes, gradientes y complejos, definidos mediante modelos físicos o entradas tabuladas.

En cuanto al comportamiento superficial, Speos permite trabajar desde modelos especulares simples (como Gaussianas) hasta funciones espectrales 3D BxDF medidas, incluyendo propiedades anisotrópicas, retroreflectantes, iridiscentes y polarizadas. Esta capacidad es clave para representar con realismo la interacción de la luz con superficies técnicas y decorativas.

Speos también permite simular comportamientos ópticos complejos mediante variación espacial, texturas multicapa con mezcla de propiedades, y plugins dedicados como LSWM, que integran redes ópticas generadas en simulaciones de Lumerical. Esta flexibilidad garantiza resultados precisos en aplicaciones que requieren control avanzado de la luz, como sensores, displays, iluminación automotriz o visión infrarroja.

Ansys Speos incorpora capacidades específicas para simular y evaluar señales brutas de cámaras y sistemas LiDAR en entornos de conducción virtuales. A partir de un mock-up digital que incluye geometrías circundantes, disposición de sensores y objetos objetivo, Speos permite modelar físicamente el comportamiento de los sensores ópticos en condiciones realistas.

Integrado directamente en la plataforma CAD, el software simula los datos adquiridos por cámaras y LiDAR considerando sus características técnicas y limitaciones operativas. Esto permite validar el rendimiento de cada configuración en función del entorno, el ángulo de instalación, la geometría del vehículo y las condiciones de iluminación.

Speos permite realizar análisis completos para múltiples configuraciones de sensores en distintos escenarios, facilitando la toma de decisiones en fases de diseño, integración y validación. Esta capacidad es clave para ingenieros que trabajan en sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), percepción autónoma y simulación de sensores ópticos en automoción.

Ansys Speos se integra de forma nativa con el ecosistema multiphysics de Ansys, permitiendo realizar análisis STOP (Structural-Thermal-Optical Performance) para evaluar cómo las deformaciones mecánicas inducidas por variaciones térmicas afectan al rendimiento fotométrico de un sistema óptico.

Mediante la integración con Ansys Workbench, Speos se conecta directamente con Ansys Mechanical, actualizando automáticamente el diseño original con las geometrías deformadas obtenidas en la simulación estructural. Esta interoperabilidad permite validar el comportamiento óptico en condiciones reales de carga térmica, asegurando que el sistema mantiene su funcionalidad y calidad visual bajo estrés mecánico.

Esta capacidad es esencial para ingenieros que diseñan componentes ópticos expuestos a entornos exigentes, como faros automotrices, sensores embarcados o sistemas ópticos en electrónica de potencia, donde la precisión y la fiabilidad deben mantenerse incluso ante deformaciones térmicas.

Ansys Speos forma parte del ecosistema Ansys Optics, ofreciendo interoperabilidad directa con herramientas especializadas como Zemax OpticStudio y Ansys Lumerical. Esta integración permite construir flujos de diseño óptico completos, combinando simulación de lentes, propagación de luz y análisis electromagnético en un entorno coherente.

Desde OpticStudio, los sistemas de lentes pueden exportarse como modelos reducidos en formato Speos Lens System (.optdistortion), optimizados para simulaciones de cámara rápidas y precisas dentro de Speos. Esta conexión agiliza el diseño de sistemas ópticos complejos, manteniendo la fidelidad geométrica y fotométrica.

Por su parte, Lumerical permite simular redes ópticas mediante el plugin SubWavelength, que puede integrarse en Speos para representar estructuras difractivas con alta precisión. Además, Lumerical complementa Speos en la simulación de sensores CMOS, aportando datos físicos detallados que enriquecen la evaluación del rendimiento en condiciones reales.

Esta interoperabilidad entre Speos, OpticStudio y Lumerical permite a los ingenieros abordar proyectos ópticos multidisciplinares con mayor eficiencia, precisión y trazabilidad.

Ansys Speos incorpora Light Box, una funcionalidad diseñada para facilitar el intercambio seguro de geometrías y datos ópticos entre proveedores, clientes y equipos de diseño. Este sistema permite exportar e importar modelos 3D junto con sus propiedades ópticas asociadas, incluyendo fuentes de luz, materiales, características superficiales y parámetros de mallado.

Speos Light Box es compatible con múltiples plataformas CAD integradas en el ecosistema Ansys, como SpaceClaim, Speos para Siemens NX y Speos para Creo Parametric. Esto garantiza una interoperabilidad fluida en entornos de diseño colaborativo, sin pérdida de información técnica ni necesidad de conversión manual.

El formato de archivo está cifrado, lo que impide su edición fuera de Speos y protege la integridad del contenido. Además, puede reforzarse con contraseña para garantizar la confidencialidad en proyectos sensibles. Esta capacidad convierte a Speos Light Box en una herramienta clave para gestionar datos ópticos en procesos industriales que requieren precisión, trazabilidad y seguridad.

Ansys Speos incorpora el formato LightField, diseñado para facilitar el intercambio seguro de resultados intermedios precomputados entre proveedores y clientes dentro de un sistema óptico. Esta funcionalidad permite encapsular subestructuras ópticas como bloques cerrados, protegiendo la propiedad intelectual y mejorando la eficiencia del flujo de trabajo colaborativo.

LightField permite almacenar y compartir simulaciones ópticas parciales sin exponer el diseño completo, lo que resulta ideal para entornos industriales donde la confidencialidad técnica es crítica. Al reutilizar resultados previamente calculados, se reduce significativamente el tiempo de simulación, optimizando el rendimiento global del sistema sin comprometer la precisión.

Esta capacidad de black-box sharing convierte a Speos en una herramienta estratégica para fabricantes de componentes ópticos, integradores de sistemas y equipos de ingeniería que trabajan en proyectos distribuidos, donde la interoperabilidad y la protección de datos son esenciales.