發(fā)布時間：2022-01-21 09:08

　　拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)自1988年被提出以來已經(jīng)得到了很大發(fā)展,目前針對結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟,并且擴(kuò)展到了傳熱問題以及多場耦合等領(lǐng)域,而后者依舊處于發(fā)展階段。對于現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)和電子工業(yè)來說,熱結(jié)構(gòu)體的傳熱結(jié)構(gòu)設(shè)計是很重要的,如計算機(jī)芯片的散熱方式設(shè)計,熱機(jī)內(nèi)部冷卻液管道設(shè)計等等�，F(xiàn)如今該領(lǐng)域的設(shè)計離不開熱力學(xué)計算、散熱實驗等,最重要的是設(shè)計人員的經(jīng)驗。但是散熱器的設(shè)計因領(lǐng)域而異,因設(shè)備而異,不同產(chǎn)品的散熱器是怎樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),是一個很重要的問題。而將拓?fù)鋬?yōu)化思想引入散熱器工業(yè)設(shè)計是一種新的思路。其方法是:要找到合適的目標(biāo)函數(shù),設(shè)計變量等,通過優(yōu)化該結(jié)構(gòu)在一定約束下的目標(biāo)函數(shù),得到滿足該目標(biāo)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而后由概念設(shè)計階段進(jìn)入實際設(shè)計階段,設(shè)計散熱器的具體形式與結(jié)構(gòu)。本文基于混合元胞自動機(jī)（HCA）方法,通過Matlab動態(tài)更新LS-DYNA關(guān)鍵字文件中的熱材料屬性及材料參數(shù),采用變密度法開展了熱載荷下的傳熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究。本文主要內(nèi)容包括:（1）在元胞自動機(jī)（CA）理論的基礎(chǔ)上,建立了元胞自動機(jī)和LS-DYNA的聯(lián)合仿真系統(tǒng),并且實現(xiàn)了自動迭代計算。（2）分析了拓?fù)鋬?yōu)化中變密度法,基于固... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１結(jié)構(gòu)優(yōu)化關(guān)系??

居組成的區(qū)域被稱為此元胞的鄰域。二維元胞自動機(jī)中鄰域類型通常有馮？諾依曼型（Ｖｏｎ??Ｎｅｕｍａｎ?Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ）；摩爾型（Ｍｏｏｒｅ?Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ）；馬哥勒斯型（Ｍａｒｇｏｌｕｓ?Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ）等，??為方便鄰居查找，文本中采用馮？諾依曼型鄰域（圖２－ｌａ）。??ｍｕ?ｕｐ???（ａ）馮諾依曼型鄰域?（ｂ）固定邊界條件??圖２－１二維元胞自動機(jī)鄰域、邊界??元胞空間在各個維度上是無限擴(kuò)展的，為了在計算機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)，需要定義不同的邊界條??件。元胞空間中有四種主要類型的邊界條件：固定型，絕熱型，映射型，周期型［１９］。本文采用??固定邊界條件，如圖２－ｌｂ所示。??畫?圖??（ａ）三角形網(wǎng)格?（ｂ）四邊形網(wǎng)格??圖２－２元胞自動機(jī)網(wǎng)格類型??一定區(qū)域內(nèi)所有元胞單元組成的集合被稱為元胞空間，元胞空間主要包含元胞單元的邊界??條件和空間幾何結(jié)構(gòu)，根據(jù)元胞單元的形狀而進(jìn)行分類，二維元胞自動機(jī)模型的元胞空間常見??的網(wǎng)格排列有三角形、四邊形（圖２－２ａ、ｂ）。三維元胞自動機(jī)常見的網(wǎng)格排列有正四面體、正六??面體等。通常四邊形元胞更適合處理規(guī)整的有限元模型，三角形元胞較四邊形元胞更容易處理??復(fù)雜邊界問題。后文的算例中二維問題采用正四邊形殼單元，三維問題采用八邊形體單元。??ＣＡ模型是由有限個元胞組成的

居組成的區(qū)域被稱為此元胞的鄰域。二維元胞自動機(jī)中鄰域類型通常有馮？諾依曼型（Ｖｏｎ??Ｎｅｕｍａｎ?Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ）；摩爾型（Ｍｏｏｒｅ?Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ）；馬哥勒斯型（Ｍａｒｇｏｌｕｓ?Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ）等，??為方便鄰居查找，文本中采用馮？諾依曼型鄰域（圖２－ｌａ）。??ｍｕ?ｕｐ???（ａ）馮諾依曼型鄰域?（ｂ）固定邊界條件??圖２－１二維元胞自動機(jī)鄰域、邊界??元胞空間在各個維度上是無限擴(kuò)展的，為了在計算機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)，需要定義不同的邊界條??件。元胞空間中有四種主要類型的邊界條件：固定型，絕熱型，映射型，周期型［１９］。本文采用??固定邊界條件，如圖２－ｌｂ所示。??畫?圖??（ａ）三角形網(wǎng)格?（ｂ）四邊形網(wǎng)格??圖２－２元胞自動機(jī)網(wǎng)格類型??一定區(qū)域內(nèi)所有元胞單元組成的集合被稱為元胞空間，元胞空間主要包含元胞單元的邊界??條件和空間幾何結(jié)構(gòu)，根據(jù)元胞單元的形狀而進(jìn)行分類，二維元胞自動機(jī)模型的元胞空間常見??的網(wǎng)格排列有三角形、四邊形（圖２－２ａ、ｂ）。三維元胞自動機(jī)常見的網(wǎng)格排列有正四面體、正六??面體等。通常四邊形元胞更適合處理規(guī)整的有限元模型，三角形元胞較四邊形元胞更容易處理??復(fù)雜邊界問題。后文的算例中二維問題采用正四邊形殼單元，三維問題采用八邊形體單元。??ＣＡ模型是由有限個元胞組成的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]傳熱結(jié)構(gòu)自適應(yīng)拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則法研究[J]. 魏嘯,丁曉紅.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(20)
[2]汽車車身耐撞框架結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J]. 譚純,陳濤,楊楓.  現(xiàn)代制造工程. 2017(02)
[3]散熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)適用性討論[J]. 侯麗園,丁曉紅.  半導(dǎo)體光電. 2016(02)
[4]基于拓?fù)鋬?yōu)化的自發(fā)熱體冷卻用植入式導(dǎo)熱路徑設(shè)計方法[J]. 陳文炯,劉書田,張永存.  力學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[5]散熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)的討論[J]. 喬赫廷,張永存,劉書田.  中國機(jī)械工程. 2011(09)
[6]區(qū)間參數(shù)柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計的混合元胞自動機(jī)方法[J]. 崔明濤,陳建軍,拓耀飛,陳永琴.  機(jī)械工程學(xué)報. 2007(07)
[7]基于SIMP方法的散熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計[J]. 蔣良杰,熊蔡華.  機(jī)電一體化. 2006(06)
[8]用拓?fù)鋬?yōu)化方法進(jìn)行熱傳導(dǎo)散熱體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 左孔天,陳立平,張云清,王書亭.  機(jī)械工程學(xué)報. 2005(04)
[9]基于最小熱量傳遞勢容耗散原理的導(dǎo)熱優(yōu)化[J]. 程新廣,李志信,過增元.  工程熱物理學(xué)報. 2003(01)
[10]元胞自動機(jī)模擬及其在金屬材料設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 劉紅艷,何宜柱.  安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2001(04)

博士論文
[1]輕質(zhì)薄壁結(jié)構(gòu)耐撞性分析與設(shè)計優(yōu)化[D]. 張雄.大連理工大學(xué) 2008
[2]結(jié)構(gòu)與柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 賈海朋.大連理工大學(xué) 2005
[3]拓?fù)鋬?yōu)化的水平集方法及其在剛性結(jié)構(gòu)、柔性機(jī)構(gòu)和材料設(shè)計中的應(yīng)用[D]. 梅玉林.大連理工大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于等能量吸收的汽車吸能結(jié)構(gòu)輕質(zhì)材料比較研究[D]. 王傳青.吉林大學(xué) 2012
[2]基于混合元胞自動機(jī)方法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 周珍珍.華中科技大學(xué) 2009
[3]散熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 李朕.華中科技大學(xué) 2008
[4]連續(xù)體結(jié)構(gòu)及散熱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 蔣良杰.華中科技大學(xué) 2006
[5]風(fēng)冷式CPU散熱片的熱分析及其優(yōu)化設(shè)計[D]. 張遠(yuǎn)波.華中科技大學(xué) 2006
[6]元胞自動機(jī)模型應(yīng)用及模糊元胞自動機(jī)[D]. 暢春玲.大連海事大學(xué) 2005



本文編號：3599990