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努尔·W·阿卜杜勒;A.拉彻。;塞雷特·D·。;梅利加，P。;哈切姆，E。

在水平集、各向异性网格自适应框架中对三维不可压缩流体流动进行大规模并行拓扑优化。 （英语） Zbl 07761317号

计算。方法应用。机械。工程师。 416，文章ID 116335，36 p.（2023）.
小结：本文考虑由三维稳态Navier-Stokes方程控制的管道流动拓扑优化，使用各向异性网格自适应实现对所有流固界面的高保真描述。该数值框架结合了浸没体积法求解变分多尺度（VMS）框架中的稳定线性等阶有限元公式，以及界面的水平集表示，用作后验各向异性误差估计器，以在网格中指定节点数的约束下最小化插值误差。分辨率和重网格步骤都是在大规模并行框架中执行的，允许大规模系统的优化。特别是，网格自适应采用了一种原始的并行化策略，该策略将在每个具有阻塞接口的子域上连续独立地执行的局部重网格和约束重划分结合起来，以最优方式优化子域之间的接口移动，两者都进行迭代，直到获得令人满意的网格和分区。与在具有类似网格细化的均匀网格上工作的经典优化方案相比，该方法减少了与有限元求解器调用相关的计算负担。对于给定数量的节点，它提高了所有布局的几何描述的准确性。最后，由于各向异性适配网格能够生成本质上光滑的设计，因此它有可能减轻最终用户提取最终布局的大部分后处理步骤。给出了几个涉及几千万状态自由度的功耗最小化三维问题的数值结果，其优化设计与文献中的参考结果吻合良好，同时提供了优于在各向同性网格上解决的先前研究的精度（从某种意义上说，流动被更好地解决，特别是在近壁区域，并且布局更平滑）。通过优化板翅式换热器板内输送冷流体的分布器段，该方法在实际感兴趣的工程问题上的潜力最终得以展现。

MSC公司：

76倍 流体力学
74-XX岁 可变形固体力学

关键词：

拓扑优化;流体力学;大规模系统;并行化;水平集方法;各向异性网格自适应

软件：

西姆利布;PETSc公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{W.A.Nour}等人，计算。方法应用。机械。工程416，文章ID 116335，36 p.（2023；Zbl 07761317）
全文： 内政部 哈尔

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