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基于大规模并行计算的三维薄壁填充结构特征频率拓扑优化设计
1
作者
白影春
刘康
+1 位作者
李超
韩旭
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期32-40,共9页
发展一种大规模并行拓扑优化框架,以最大化三维薄壁填充结构特征频率。通过两步滤波法描述薄壁区与填充区,建立以特征频率为目标、质量分数为约束的薄壁填充结构拓扑优化模型。基于PETSc和SLEPc软件包实现滤波方程和广义特征值方程的高...
发展一种大规模并行拓扑优化框架,以最大化三维薄壁填充结构特征频率。通过两步滤波法描述薄壁区与填充区,建立以特征频率为目标、质量分数为约束的薄壁填充结构拓扑优化模型。基于PETSc和SLEPc软件包实现滤波方程和广义特征值方程的高效并行求解。推导特征频率和结构质量关于设计变量的灵敏度,并提交移动渐进线法(Methodofmoving asymptotes,MMA)求解器更新设计变量,直至算法收敛。在拓扑优化中,结合基于模态置信准则(Modal assurance criterion,MAC)的模态追踪方法以解决模态切换问题。研究具有不同质量分数约束的数值算例,以验证算法的有效性。最后,实现具有70万自由度的三维薄壁填充结构拓扑优化设计,分析CPU核数对算法性能的影响:与12核相比,使用28核的计算时间减少了43.7%。扩展薄壁填充结构拓扑优化方法以适用于特征频率最大化和大规模并行计算,为复杂装备结构轻量化设计提供有效的思路。
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关键词
薄壁填充结构
特征频率拓扑优化
并行计算
两步滤波
原文传递
区间参数平面连续体结构频率非概率可靠性拓扑优化
被引量：
1
2
作者
崔明涛
陈建军
宋宗风
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2007年第8期55-59,71,共6页
研究了具有区间参数的平面连续体结构在固有频率非概率基频约束和频率禁区约束下的拓扑优化设计问题。考虑结构弹性模量、质量密度和频率约束限具有区间不确定性,根据SIMP材料插值方法和区间变量运算法则,构建了基于频率非概率可靠性约...
研究了具有区间参数的平面连续体结构在固有频率非概率基频约束和频率禁区约束下的拓扑优化设计问题。考虑结构弹性模量、质量密度和频率约束限具有区间不确定性,根据SIMP材料插值方法和区间变量运算法则,构建了基于频率非概率可靠性约束的弯曲薄板和平面应力薄板结构的拓扑优化数学模型表达式,并给出了进化优化准则。算例及其结果表明文中模型和方法的有效性。
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关键词
区间参数
平面连续体结构
频率约束
非概率可靠性
拓扑优化
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职称材料
题名
基于大规模并行计算的三维薄壁填充结构特征频率拓扑优化设计
1
作者
白影春
刘康
李超
韩旭
机构
北京理工大学电动车辆国家工程研究中心
河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期32-40,共9页
基金
国家重点研发计划(2022YFB3403800)
国家重大专项(DCYY001)
国家自然科学基金(51805032)资助项目。
文摘
发展一种大规模并行拓扑优化框架,以最大化三维薄壁填充结构特征频率。通过两步滤波法描述薄壁区与填充区,建立以特征频率为目标、质量分数为约束的薄壁填充结构拓扑优化模型。基于PETSc和SLEPc软件包实现滤波方程和广义特征值方程的高效并行求解。推导特征频率和结构质量关于设计变量的灵敏度,并提交移动渐进线法(Methodofmoving asymptotes,MMA)求解器更新设计变量,直至算法收敛。在拓扑优化中,结合基于模态置信准则(Modal assurance criterion,MAC)的模态追踪方法以解决模态切换问题。研究具有不同质量分数约束的数值算例,以验证算法的有效性。最后,实现具有70万自由度的三维薄壁填充结构拓扑优化设计,分析CPU核数对算法性能的影响:与12核相比,使用28核的计算时间减少了43.7%。扩展薄壁填充结构拓扑优化方法以适用于特征频率最大化和大规模并行计算,为复杂装备结构轻量化设计提供有效的思路。
关键词
薄壁填充结构
特征频率拓扑优化
并行计算
两步滤波
Keywords
shell-infill
structures
eigenfrequency
topology
optimization
parallel
computing
two-step
filtering
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
区间参数平面连续体结构频率非概率可靠性拓扑优化
被引量：
1
2
作者
崔明涛
陈建军
宋宗风
机构
西安电子科技大学机电工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2007年第8期55-59,71,共6页
基金
陕西省自然科学基金(2005A09)
国防预研基金(51421060505DZ0155)项目资助
文摘
研究了具有区间参数的平面连续体结构在固有频率非概率基频约束和频率禁区约束下的拓扑优化设计问题。考虑结构弹性模量、质量密度和频率约束限具有区间不确定性,根据SIMP材料插值方法和区间变量运算法则,构建了基于频率非概率可靠性约束的弯曲薄板和平面应力薄板结构的拓扑优化数学模型表达式,并给出了进化优化准则。算例及其结果表明文中模型和方法的有效性。
关键词
区间参数
平面连续体结构
频率约束
非概率可靠性
拓扑优化
Keywords
interval
parameters,
planar
continuum
structures,
eigenfrequency
constraints,
non-probabilistic
reliability,
topology
optimization
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于大规模并行计算的三维薄壁填充结构特征频率拓扑优化设计
白影春
刘康
李超
韩旭
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
2
区间参数平面连续体结构频率非概率可靠性拓扑优化
崔明涛
陈建军
宋宗风
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2007
1
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职称材料
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