拓撲優(yōu)化是一種富有創(chuàng)造全新的設計思想能力的基礎性的系統(tǒng)方法。無論是工業(yè)生產(chǎn),還是科學研究中,都不斷涌現(xiàn)出各式各樣富有挑戰(zhàn)性的結(jié)構(gòu)設計問題,對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法提出了更高效,更精確,更富有市場競爭力的急切需求。然而,基于像素點的傳統(tǒng)拓撲優(yōu)化方法具有幾何邊界不清晰,制造困難,設計變量數(shù)目大,計算資源耗費巨大等缺點。因此,利用先進的計算機科學技術(shù),發(fā)展高效和精確的拓撲優(yōu)化方法成為未來結(jié)構(gòu)優(yōu)化領域發(fā)展的趨勢之一。理論要以與實踐相結(jié)合為目的,先進的算法要和前沿的科學計算技術(shù)相結(jié)合�；诖�,本研究論文將并行計算和數(shù)據(jù)驅(qū)動引入基于可移動變形組件法的拓撲優(yōu)化框架,提出基于可移動變形組件框架的大規(guī)模拓撲優(yōu)化并行算法和基于可移動變形組件框架的數(shù)據(jù)驅(qū)動的實時拓撲優(yōu)化方法。具體研究內(nèi)容分為以下兩個方面:(1)基于可移動變形組件框架的并行算法研究。隨著分析和優(yōu)化大型工程模型的需求日益增加,利用高效的并行計算庫PETSc(Portable,Extensible Toolkit for Scientific Computation)和C++線性代數(shù)模板庫Eigen,通過面向?qū)ο蟮脑O計方法將拓撲優(yōu)化抽象為若干設計對象,...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法介紹
    1.2 并行計算與拓撲優(yōu)化
    1.3 機器學習與拓撲優(yōu)化
    1.4 本文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 可移動變形組件法
    2.1 基本思想
    2.2 方法描述
    2.3 數(shù)學優(yōu)化列式
    2.4 有限元自由度消除技術(shù)
    2.5 移動漸近線法
    2.6 本章小結(jié)
3 基于可移動變形組件法的并行算法研究
    3.1 基于可移動變形組件法的并行算法
        3.1.1 基于可移動變形組件法的并行算法框架
        3.1.2 基于可移動變形組件法并行程序框架分析
    3.2 數(shù)學優(yōu)化列式
    3.3 數(shù)值算例
        3.3.1 短板算例
        3.3.2 懸臂梁算例
        3.3.3 三維扭轉(zhuǎn)梁算例
    3.4 本章小結(jié)
4 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的實時顯式拓撲優(yōu)化研究
    4.1 基于可移動變形組件法的機器學習模型
    4.2 支持向量回歸模型和K-鄰近模型
        4.2.1 支持向量回歸模型
        4.2.2 K-鄰近模型
    4.3 數(shù)學列式
    4.4 數(shù)值算例
        4.4.1 變外荷載短板算例
        4.4.2 預測結(jié)果作為初始布局
        4.4.3 變設計域短板算例
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3825740