考虑拓扑相关热载荷的散热结构多相材料拓扑优化设计

发布时间：2021-02-07 05:40

　　针对热传导拓扑优化设计过程中拓扑相关热载荷问题,以结构散热弱度为目标函数,体积分数为约束条件,构建了多相材料散热结构拓扑优化数学模型。采用一种基于变密度理论的有序固体各向同性微结构材料惩罚模型法构建多相材料插值模型,分别进行拓扑相关热载荷与拓扑独立热载荷作用下的灵敏度分析,借助优化准则法推导设计变量的迭代格式,引入偏微分方程过滤方法抑制优化过程中出现的数值不稳定现象。通过2D与3D数值模型计算,获得考虑拓扑相关热载荷、拓扑独立热载荷以及耦合拓扑独立/相关热载荷在不同边界条件下对拓扑优化结果的影响规律。结果证明了所提方法在解决拓扑相关热载荷作用下散热结构多相材料拓扑优化设计问题方面的有效性与可行性。 

【文章来源】：中国机械工程. 2020,31(20)北大核心

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 多相材料散热结构拓扑优化设计
    1.1 Ordered-SIMP多相材料插值模型
    1.2 散热结构拓扑优化模型
    1.3 灵敏度分析
    1.4 设计变量迭代格式
    1.5 PDE过滤方法
    1.6 算法的求解步骤
2 数值算例与讨论
    2.1 2D算例
    2.2 3D算例
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于变密度法的散热结构拓扑优化设计[J]. 陈拥平,高亮,肖蜜.  计算机集成制造系统. 2018(01)
[2]基于工艺约束特征的三维结构拓扑优化技术[J]. 邱福生,张立,陈彦海,刘阳,李威.  计算机集成制造系统. 2017(03)
[3]基于多相材料的稳态热传导结构轻量化设计[J]. 龙凯,王选,韩丹.  力学学报. 2017(02)
[4]考虑设计相关载荷的稳态热传导拓扑优化设计[J]. 鲁英春,李敏,刘远东.  工程力学. 2015(05)
[5]拓扑相关热载荷作用下稳态热传导结构拓扑优化[J]. 张晖,刘书田,张雄.  中国机械工程. 2009(11)
[6]稳态热传导下的连续体结构拓扑优化[J]. 龙凯,左正兴.  中国机械工程. 2007(24)
[7]用拓扑优化方法进行热传导散热体的结构优化设计[J]. 左孔天,陈立平,张云清,王书亭.  机械工程学报. 2005(04)



本文编号：3021749