本文關(guān)鍵詞：拓?fù)湎嚓P(guān)熱載荷作用下的傳熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化

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【摘要】：從1988年被提出以來(lái),拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)已經(jīng)得到了顯著的發(fā)展,其應(yīng)用范圍已經(jīng)從最初的結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域擴(kuò)展到傳熱問(wèn)題、多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題等領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)所承受的載荷通常被假定為在整個(gè)優(yōu)化迭代過(guò)程中是固定不變的。然而,在實(shí)際工程應(yīng)用中,有些載荷的作用位置、載荷大小和作用方向是隨著結(jié)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)型的演變而改變的,統(tǒng)稱之為拓?fù)湎嚓P(guān)載荷。本文基于有限元數(shù)值方法,在COMSOL with MATLAB二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及MATLAB平臺(tái)中,采用點(diǎn)密度法就拓?fù)湎嚓P(guān)熱載荷作用下的傳熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。本文主要內(nèi)容包括：(1)介紹了拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在COMSOL with MATLAB二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)中的應(yīng)用,并針對(duì)熱傳導(dǎo)問(wèn)題,詳細(xì)給出了在該平臺(tái)下采用伴隨法求解基于變密度法的目標(biāo)函數(shù)靈敏度的計(jì)算過(guò)程。(2)探討了均勻體熱源和拓?fù)湎嚓P(guān)體熱源分別對(duì)熱傳導(dǎo)問(wèn)題以及流固共軛傳熱問(wèn)題的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的影響。為了模擬更加真實(shí)的物理問(wèn)題,在熱傳導(dǎo)問(wèn)題中考慮了固體材料具有與溫度相關(guān)的非線性熱傳導(dǎo)系數(shù)的情況。(3)研究了拓?fù)湎嚓P(guān)對(duì)流邊界條件作用下熱傳導(dǎo)問(wèn)題的拓?fù)鋬?yōu)化。拓?fù)湎嚓P(guān)對(duì)流邊界條件作用于固體與孔洞的邊界上,會(huì)隨著結(jié)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)型的演變而變化。本文引入了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的中心符號(hào)法來(lái)構(gòu)造連續(xù)的等值線,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳熱問(wèn)題中常見(jiàn)的細(xì)小樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)的邊界的合理定義。本文實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)函數(shù)靈敏度的半解析求解,與有限差分法相比顯著提高了優(yōu)化計(jì)算效率。最后,通過(guò)數(shù)值算例證明了本文方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124

【共引文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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本文編號(hào)：1181260