A level set‐based parameterization method for structural shape and topology optimization

拓扑优化 水平集方法 形状优化 水平集(数据结构) 数学优化 参数统计 平滑度 数学 拓扑(电路) 边界(拓扑) 嵌入 功能(生物学) 径向基函数 算法 应用数学 计算机科学 有限元法 数学分析 人工神经网络 工程类 结构工程 组合数学 生物 机器学习 图像分割 分割 进化生物学 统计 人工智能
作者
Zhen Luo,Michael Yu Wang,Shengyin Wang,Peng Wei
出处
期刊:International Journal for Numerical Methods in Engineering [Wiley]
卷期号:76 (1): 1-26 被引量:257
标识
DOI:10.1002/nme.2092
摘要

Abstract This paper presents an effective parametric approach by extending the conventional level set method to structural shape and topology optimization using the compactly supported radial basis functions (RBFs) and the optimality criteria (OC) method. The structural design boundary is first represented implicitly by embedding into a higher‐dimensional level set function as its zero level set, and the RBFs of a favorable smoothness are then applied to interpolate the level set function. The original initial value problem is thus converted to a parametric optimization, with the expansion coefficients of the interplant posed as the design variables. The OC method is then applied to advance the structure boundary in terms of the velocity field derived from the parametric optimization. Hence, the structural shape and topology optimization is now transformed into a process of iteratively finding coefficients to update the level set function to achieve an optimal configuration. The numerical considerations of the conventional level set method, including upwind schemes, velocity extension, and reinitialization, are eliminated. The proposed scheme is capable of addressing structural shape fidelity and topology change simultaneously and of keeping the boundary smooth during the optimization process. Furthermore, numerical convergence is expected to be improved. A widely investigated example, in the framework of structural stiffness designs, is applied to demonstrate the efficiency and accuracy of the proposed approach. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
科研通AI6应助初眠采纳,获得10
刚刚
Akim应助懵懂的小夏采纳,获得20
2秒前
2秒前
橘子发布了新的文献求助10
2秒前
奋斗青发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
鲤鱼凌波发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI2S应助Juliette采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
852应助哈哈哈采纳,获得10
6秒前
霜降发布了新的文献求助10
8秒前
兵临城下发布了新的文献求助10
8秒前
脑洞疼应助烂漫的断秋采纳,获得10
8秒前
安然完成签到,获得积分10
9秒前
白茶清欢完成签到 ,获得积分10
10秒前
浮游应助sian采纳,获得10
10秒前
fengpu完成签到,获得积分0
10秒前
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
思茶念酒完成签到 ,获得积分10
13秒前
霜降完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
打打应助777采纳,获得10
15秒前
16秒前
yw发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
Juliette发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
郑春梅发布了新的文献求助10
20秒前
科研通AI6应助明白放弃采纳,获得30
20秒前
宝贝丫头发布了新的文献求助10
20秒前
搜集达人应助鱼儿采纳,获得10
23秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
25秒前
NSQ完成签到,获得积分20
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5422108
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4537012
关于积分的说明 14155721
捐赠科研通 4453595
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2442968
邀请新用户注册赠送积分活动 1434374
关于科研通互助平台的介绍 1411439