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pytom: Topology optimization for magnetic actuators in python
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DOI：10.1007/s00158-026-04422-7.png)
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摘要
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本文提出pyTOM，一个为磁致动器设计开发的开放源码拓扑优化（TO）框架。该框架整合了静磁矢量势公式与基于密度的TO方案，包括赫姆霍兹滤波、赫维赛德投影以及磁 reluctivity 的SIMP插值。磁力通过麦克斯韦应力张量计算，设计变量采用移动渐近线法更新。该框架在一个统一的计算环境中处理电磁设备TO的三个独特特性。首先，永久磁铁和线圈激励均被建模为场源。其次，通过场依赖的 reluctivity 模型（采用牛顿-拉弗森法求解）捕捉饱和效应导致的非线性磁性行为。第三，引入多位置分析以评估致动器在多个柱塞位置的性能。多个数值算例展示了所提框架的准确性和能力。首先通过内转子永磁电机基准测试将磁场计算的准确性验证与COMSOL对比。随后，线性与非线性材料模型的对比研究说明了磁饱和对设计结果的影响。最后，展示了并讨论了多柱塞位置下的TO结果。pyTOM框架旨在作为一个易用的教育平台，用于电磁设备（包括电机和致动器）的TO。
Keyword:
Topology optimization
Magnetic actuators
Nonlinear magnetostatics
Education
期刊
IF:
4
论文数:
4.9K
被引数:
1.7W
机构
暂无机构信息
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