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Helmholtz PDE敏度过滤技术的阻尼层拓扑优化设计
被引量:
2
1
作者
郑伟光
陈姗姗
+1 位作者
许恩永
冯高山
《机械设计与制造》
北大核心
2022年第4期142-145,共4页
针对阻尼结构的拓扑优化问题,引入Helmholtz PDE灵敏度网格独立密度滤波技术,抑制优化中的棋盘格和灰度单元,得到边界清晰、光滑的结构,便于工程加工应用。首先建立以模态损耗因子最大化为目标函数,材料用量为约束条件的拓扑优化模型。...
针对阻尼结构的拓扑优化问题,引入Helmholtz PDE灵敏度网格独立密度滤波技术,抑制优化中的棋盘格和灰度单元,得到边界清晰、光滑的结构,便于工程加工应用。首先建立以模态损耗因子最大化为目标函数,材料用量为约束条件的拓扑优化模型。基于材料密度插值模型,推导了模态损耗因子的敏度,并采用Helmholtz PDE敏度过滤技术,最后通过移动渐进线算法求解,获得了材料的最优拓扑构型。通过对粘弹性阻尼结构的仿真及对比分析,验证了这里所提出方法的有效性。
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关键词
阻尼结构
模态损耗因子
helmholtz
pde
滤波器
拓扑优化
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职称材料
基于PDE灵敏度滤波器的算法研究
2
作者
孟换利
张岐良
王杰
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2023年第1期80-92,共13页
采用PDE灵敏度滤波器可以消除连续体结构拓扑优化结果存在的棋盘格现象、数值不稳定等问题,且PDE灵敏度滤波器的实质是具有Neumann边界条件的Helmholtz偏微分方程.针对大规模PDE灵敏度滤波器的求解问题,有限元分析得到其代数方程,分别...
采用PDE灵敏度滤波器可以消除连续体结构拓扑优化结果存在的棋盘格现象、数值不稳定等问题,且PDE灵敏度滤波器的实质是具有Neumann边界条件的Helmholtz偏微分方程.针对大规模PDE灵敏度滤波器的求解问题,有限元分析得到其代数方程,分别采用共轭梯度算法、多重网格算法和多重网格预处理共轭梯度算法对代数方程进行求解,并且研究精度、过滤半径以及网格数量对拓扑优化效率的影响.结果表明:与共轭梯度算法和多重网格算法相比,多重网格预处理共轭梯度算法迭代次数最少,运行时间最短,极大地提高了拓扑优化效率.
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关键词
pde
滤波器
helmholtz
方程
多重网格算法
共轭梯度算法
拓扑优化
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职称材料
题名
Helmholtz PDE敏度过滤技术的阻尼层拓扑优化设计
被引量:
2
1
作者
郑伟光
陈姗姗
许恩永
冯高山
机构
桂林电子科技大学机电工程学院
东风柳州汽车有限公司
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2022年第4期142-145,共4页
基金
国家自然科学基金(51405093)
广西自然科学基金(2018GXNSFAA281276,2018GXNSFBA281012)
+2 种基金
广西创新驱动发展专项(桂科AA18242033)
柳州科技计划项目(2019AD10203,2018AA20301)
桂林电子科技大学研究生教育创新计划项目。
文摘
针对阻尼结构的拓扑优化问题,引入Helmholtz PDE灵敏度网格独立密度滤波技术,抑制优化中的棋盘格和灰度单元,得到边界清晰、光滑的结构,便于工程加工应用。首先建立以模态损耗因子最大化为目标函数,材料用量为约束条件的拓扑优化模型。基于材料密度插值模型,推导了模态损耗因子的敏度,并采用Helmholtz PDE敏度过滤技术,最后通过移动渐进线算法求解,获得了材料的最优拓扑构型。通过对粘弹性阻尼结构的仿真及对比分析,验证了这里所提出方法的有效性。
关键词
阻尼结构
模态损耗因子
helmholtz
pde
滤波器
拓扑优化
Keywords
Damping Structure
Modal Loss Factor
helmholtz pde filter
Topology Optimization
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于PDE灵敏度滤波器的算法研究
2
作者
孟换利
张岐良
王杰
机构
中山大学系统科学与工程学院
天津航天长征火箭制造有限公司
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2023年第1期80-92,共13页
基金
中央高校基本科研业务费(76210-31610007)。
文摘
采用PDE灵敏度滤波器可以消除连续体结构拓扑优化结果存在的棋盘格现象、数值不稳定等问题,且PDE灵敏度滤波器的实质是具有Neumann边界条件的Helmholtz偏微分方程.针对大规模PDE灵敏度滤波器的求解问题,有限元分析得到其代数方程,分别采用共轭梯度算法、多重网格算法和多重网格预处理共轭梯度算法对代数方程进行求解,并且研究精度、过滤半径以及网格数量对拓扑优化效率的影响.结果表明:与共轭梯度算法和多重网格算法相比,多重网格预处理共轭梯度算法迭代次数最少,运行时间最短,极大地提高了拓扑优化效率.
关键词
pde
滤波器
helmholtz
方程
多重网格算法
共轭梯度算法
拓扑优化
Keywords
pde
filter
helmholtz
equation
multigrid algorithm
conjugate gradient algorithm
topology optimization
分类号
O241.82 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Helmholtz PDE敏度过滤技术的阻尼层拓扑优化设计
郑伟光
陈姗姗
许恩永
冯高山
《机械设计与制造》
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
2
基于PDE灵敏度滤波器的算法研究
孟换利
张岐良
王杰
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
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