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一种基于水平集的结构形状和拓扑优化参数化方法。 (英语) Zbl 1158.74443号

小结:本文利用紧支撑径向基函数(RBF)和最优性准则(OC)方法,将传统水平集方法推广到结构形状和拓扑优化,提出了一种有效的参数化方法。首先将结构设计边界隐式表示为嵌入到高维水平集函数中作为其零水平集,然后应用具有良好平滑度的RBF插值水平集函数。因此,原始初值问题被转化为参数优化问题,以植物间的膨胀系数作为设计变量。
然后应用OC方法根据参数优化得到的速度场推进结构边界。因此,结构形状和拓扑优化现在转化为一个迭代查找系数的过程,以更新水平集函数,从而实现最佳配置。消除了传统水平集方法的数值考虑因素,包括迎风格式、速度扩展和重新初始化。该方案能够同时处理结构形状保真度和拓扑变化,并在优化过程中保持边界光滑。此外,数值收敛性有望提高。在结构刚度设计框架中,应用了一个广泛研究的示例来证明所提方法的效率和准确性。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74S30型 固体力学中的其他数值方法(MSC2010)

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