×

泰勒级数结合加权最小二乘法在热力拓扑优化中的应用。 (英语) Zbl 1507.74289号

总结:在我们之前的工作中,我们建立了基于哈密尔顿原理的热力学拓扑优化方法。通过使用梯度增强正则化和以强形式形成的微分方程,有必要计算设计函数的拉普拉斯函数。此外,需要考虑Neumann边界条件。由于设计函数的值仅在离散点中已知,因此这两个问题都需要数值近似。根据所用有限元网格的类型,以前的方法会失败。在本文中,我们展示了当设计函数的值在任意点云中给定时,如何将泰勒级数与加权最小二乘法相结合以获得这些问题的近似值。我们给出了针对不同类型网格的常见基准问题的仿真结果,证明了该方法的网格独立性、通用性和可靠性。

MSC公司:

第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74F05型 固体力学中的热效应
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 杨瑞杰。;Chahande,A.I.,拓扑优化的汽车应用,结构。最佳。,9,3-4,245-249(1995年)
[2] 朱俊华。;张,W.-H。;Xia,L.,飞机和航天结构设计中的拓扑优化,Arch。计算。方法工程,23,4,595-622(2016)·Zbl 1360.74128号
[3] 西格蒙德,O。;Maute,K.,拓扑优化方法,结构。多磁盘。最佳。,48, 6, 1031-1055 (2013)
[4] 本德瑟,M.P。;Sigmund,O.,《拓扑优化-理论、方法和应用》(2003),施普林格出版社:德国施普林格
[5] Chen,L。;何毅。;Yang,Y。;牛,S。;Ren,H.,《添加剂制造技术的研究现状和发展趋势》,《国际先进制造技术》。,89, 9-12, 3651-3660 (2017)
[6] Brackett,D。;阿什克罗夫特,I。;Hague,R.,《增材制造的拓扑优化》,(《固体自由制造研讨会论文集》,德克萨斯州奥斯汀,第1卷(2011)),348-362
[7] 刘杰。;盖诺,A.T。;陈,S。;康,Z。;苏雷什,K。;竹泽,A。;李,L。;加藤,J。;Tang,J。;Wang,C.C.L.,增材制造拓扑优化的当前和未来趋势,结构。多磁盘。最佳。,57, 6, 2457-2483 (2018)
[8] Ashby,M.F.,机械设计中的材料选择(2011),巴特沃斯·海尼曼
[9] Jantos,D.R。;容克,P。;Hackl,K.,《具有变量控制增长的进化拓扑优化方法》,计算。方法应用。机械。工程,310,780-801(2016),URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782516307800 ·Zbl 1439.74278号
[10] Jantos,D.R。;哈克尔,K。;Junker,P.,《热力学拓扑优化的精确快速正则化方法》,《国际数值杂志》。方法工程,117,9,991-1017(2019)
[11] Jantos,D.R。;容克,P。;Hackl,K.,基于演化方程的各向异性材料的优化生长和重新定向,计算。机械。,62, 1, 47-66 (2018) ·Zbl 1462.74131号
[12] 加加内利斯,G。;Jantos,D.R。;马克·P。;Junker,P.,拉伸/压缩各向异性增强拓扑设计,结构。多磁盘。最佳。,59, 6, 2227-2255 (2019)
[13] Jantos,D.R。;哈克尔,K。;Junker,P.,各向异性材料的拓扑优化,包括平滑纤维路径的滤波器,Struct。多磁盘。最佳。,61, 5, 2135-2154 (2020)
[14] 容克,P。;Balzani,D.,超弹性结构热力学拓扑优化的新变分方法,计算。机械。,1-26 (2020)
[15] 齐恩基维茨,O.C。;Taylor,R.L。;Zhu,J.Z.,《有限元方法:基础和基本原理》,第六版(2005),巴特沃斯·海尼曼·Zbl 1084.74001号
[16] 迪亚斯,A。;Sigmund,O.,布局优化中的棋盘模式,结构。最佳。,10,1,40-45(1995年)
[17] 西格蒙德,O。;Petersson,J.,《拓扑优化中的数值不稳定性:处理棋盘格、网格相关性和局部极小值的程序的调查》,结构。最佳。,16, 1, 68-75 (1998)
[18] 周,M。;Shyy,Y.K。;Thomas,H.L.,拓扑优化中的棋盘格和最小构件尺寸控制,结构。多磁盘。最佳。,21, 2, 152-158 (2001)
[19] Dimitrijevic,B.J。;Hackl,K.,《通过自由能梯度增强的损伤-塑性模型正则化框架》,国际期刊数值。方法生物识别。工程,27,8,1199-1210(2011),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/cnm.1350 ·Zbl 1358.74050号
[20] Forsythe,G.E。;Wasow,W.R.,《偏微分方程的有限差分方法:应用数学系列》(2013),Literary Licensing,LLC,URLhttps://books.google.de/books?id=khZYmwEACAAJ
[21] 基本,J。;德吉利,N。;Ban,D.,一类重整化无网格拉普拉斯对于边值问题,J.Compute。物理。,354, 269-287 (2018) ·Zbl 1380.65348号
[22] 萨达特,H。;Prax,C.,《扩散近似在解决流体流动和传热问题中的应用》,《国际传热杂志》,39,1,214-218(1996)·Zbl 0979.76529号
[23] 布尔曼,S。;Sienz,J。;Hinton,E.,使用一系列基准研究的结构拓扑优化算法之间的比较,Comput。结构。,79、12、1203-1218(2001),网址https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045794901000128
[24] Sigmund,O.,用matlab编写的99行拓扑优化代码,Struct。多磁盘。最佳。,21, 2, 120-127 (2001)
[25] 罗哈斯·拉班达,S。;Stolpe,M.,《结构拓扑优化的基准优化求解器》,结构。多磁盘。最佳。,52327-547(2015年)
[26] 沃格尔,A。;Junker,P.,自适应热力学拓扑优化,结构。多磁盘。最佳。,63, 1, 95-119 (2021)
[27] 沃格尔,A。;Junker,P.,梯度增强脆性损伤模型的自适应和高精度数值处理,Int.J.Numer。方法工程,121,14,3108-3131(2020),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/nme.6349网址
[28] Ruppert博士。;Wand,M.P.,多元局部加权最小二乘回归,《Ann.Stat.》,22,3,1346-1370(1994),网址http://www.jstor.org/stable/2242229 ·Zbl 0821.62020号
[29] R.L.泰勒。,费阿普-有限元分析程序(2014)
[30] Mehrabadi,M.M。;Cowin,S.C.,线性各向异性弹性材料的特征值,Q.J.Mech。申请。数学。,43、1、15-41(1990),arXiv:https://academic.oup.com/qjmam/article-pdf/43/1/15/5377796/43-1-15.pdf ·Zbl 0698.7302号
[31] ParaView-https://www.paraview.org/。
[32] 容克,P。;施瓦兹,S。;Jantos,D.R。;Hackl,K.,《脆性损伤梯度增强模型的快速稳健数值处理》,《国际多尺度计算》。工程师,17,2,151-180(2019)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。