基于改进四叉树和比例边界有限元法的自适应设计域拓扑优化方法OA北大核心CSTPCD
针对大型结构拓扑优化计算成本高和固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)在优化后结构边界处求解精度低的问题,提出了一种基于SIMP法的自适应设计域(ADD)拓扑优化方法。将改进四叉树法应用在拓扑优化的过程中,通过自动划分不同等级的网格单元来减少网格数量、减轻计算负担并提高边界处求解精度;采用比例边界有限元法(SBFEM)实时计算划分后结构的有限元信息,解决了不同等级网格间悬挂节点的问题。所提方法可在初始网格相对较少的情况下得到更加精确的结果,大幅度地降低了计算成本。数值算例结果表明,所提方法在最终结构边界处精度相同的情况下,计算时间最快可缩短为原来的1/100,可以为后续降低大型结构拓扑优化的计算成本提供参考。
王浩;王江北;罗浩东;王立文;
中国民航大学安全科学与工程学院,天津300300 中国民航大学工程技术训练中心,天津300300中国民航大学航空工程学院,天津300300中国民航大学科技创新研究院,天津300300
机械工程
拓扑优化改进四叉树法比例边界有限元法网格自适应
《中国机械工程》 2024 (005)
P.904-915,927 / 13
国家自然科学基金民航联合研究基金重点项目(U2133202);四川省重大科技专项(2021ZDZX0001);中国民航大学研究生科研创新项目(2022YJS058)。
评论