基于ordered-EAMP模型的多材料传热结构拓扑优化

摘要：

基于多材料变密度拓扑优化方法提出了一种密度指数函数插值的有序多材料性能近似(or-dered exponential approximation of material properties,ordered-EAMP)模型,数学性质以及算例表明,与传统的SIMP/RAMP插值相比,该模型具有计算稳定,收敛速度快,优化结构灰度单元少的特点.在优化准则(OC)法求解变密度拓扑优化模型时,构造了一种适用于多材料的密度过滤格式,算例表明:可以有效减少灰度单元,且降低了优化的目标函数值.运用MATLAB-ANSYS联合优化,实现三类热边界条件下复杂热环境的多材料传热结构拓扑优化.相比于高热传导系数的单材料结构,多材料传热拓扑优化结构由于各种热传导系数材料的优化分布,结构的传热势容耗散更小,算例4中对比分析降低了 20.3％,传热效率更高.

关键词：拓扑优化、传热结构、插值模型、密度过滤、联合拓扑优化

所属期刊栏目：36

分类号：V411.8;TL331(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金52076183

在线出版日期：2021-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1007-1021