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一种新的基于水平集的多材料拓扑优化方法。 (英语) Zbl 1506.74298号

摘要:本文提出了一种新的基于水平集的多材料拓扑优化方法,其中开发了一种基于差分的多材料水平集(DS-MMLS)模型用于拓扑描述,并实现了一种交替激活阶段算法。基于交替有源相位算法,将具有N+1相位的多材料拓扑优化问题分解为N(N+1)/2个二相拓扑优化子问题。与初始多材料问题相比,每个子问题涉及的设计变量和体积约束更少。在DS-MMLS模型中,(N+1)相位由(N)水平集函数的序列差集表示。基于该模型,通过在固定域内更新一个单水平集函数,可以很容易地实现两个有源相的拓扑演化,这为用水平集方法实现交替有源相算法提供了极大的便利。因此,该方法可以很容易地推广到具有更多材料相的拓扑优化问题。为了证明其有效性,给出了不同材料相的二维和三维数值算例。结果表明,该方法对多材料拓扑优化问题是有效的。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
65K99美元 数学规划、优化和变分技术的数值方法
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全文: 内政部

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