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等几何结构形状优化。 (英语) Zbl 1194.74263号

摘要:结构形状优化中的一个老难题是设计模型或几何描述与分析模型之间需要紧密联系。本文的目的是表明等几何分析提供了一种潜在的、有希望的摆脱这一困境的方法。为此,我们展示了一个基于等几何分析方法的结构形状优化框架。通过基于非均匀有理B样条(NURBS)的离散化,分析模型准确地表示了结构几何。此外,NURBS支持有效的几何体控制和平滑边界。它们是CAD系统中的事实标准,但也广泛用于形状优化设计环境中,以定义几何表示和设计变量。通过提出的形状优化的等几何方法,分析模型与设计模型本质上是合并的,忽略了两者之间通常涉及的相互作用。我们推导了NURBS离散化的分析灵敏度,从而可以应用高效的基于梯度的优化算法。目前的贡献仅限于线性弹性的二维问题,但扩展到三维和其他问题类是简单的。一些具有代表性的示例演示并验证了该方法。此外,探索了等几何结构形状优化中边界连续性控制的潜力,以触发平滑或不太平滑(角度)的设计。

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第74页第10页 固体力学中其他性质的优化
74S30型 固体力学中的其他数值方法(MSC2010)
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