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A multi-resolution parameterized level set method based on quasi-smooth manifold element
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DOI：10.1016/j.cma.2025.117995.png)
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摘要
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本文介绍了一种新颖的多分辨率拓扑优化方法，该方法结合了参数化水平集方法（PLSM）和准光滑流形单元（QSME）[1]。QSME具有高精度和高阶连续性，其自由度具有明确的物理意义。通过在较粗的分析网格上采用QSME进行结构分析，并在较细的设计网格上采用PLSM更新设计变量，所提出的QSME-MPLSM能够以高计算效率获得清晰、光滑的优化结构，并保证可靠的结构性能。通过整合QSME和PLSM的特点，本文提出了一种单元细分技术（EST）。EST能够精确捕捉单元的积分域，避免了网格细化或额外单元节点的需求。本文针对最小柔顺性拓扑优化问题，详细阐述了QSME-MPLSM的公式化方法，包括灵敏度分析、设计网格生成方法以及基于EST的单元刚度矩阵更新方法。文中给出了代表性的2D和3D数值算例，用以验证QSME-MPLSM的有效性。结果表明，该方法能够同时提升拓扑优化的效率与精度，并获得可靠的优化结果。
Keyword:
Quasi-smooth manifold element
Parametric level set method
Multi-resolution topology optimization method
期刊
IF:
7.3
论文数:
1.3W
被引数:
5.6W
机构
引用论文
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